Metaanaliza ujawnia czynniki powodujące oporność na antybiotyki u niemowląt

Metaanaliza ujawnia czynniki powodujące oporność na antybiotyki u niemowląt

Metaanaliza badań genetycznych, w ramach których przeanalizowano mikroflorę (bakterie w jelitach) 1275 niemowląt z 10 krajów, wykazała, że ​​cesarskie cięcie i stosowanie antybiotyków powodują wzrost genów oporności na antybiotyki u niemowląt, co przedstawiono podczas Światowego Kongresu ESCMID (dawniej ECCMID) w Barcelonie w Hiszpanii (27–30 kwietnia).

Badanie przeprowadzone przez naukowców z UiT Norweskiego Uniwersytetu Artycznego podkreśla pilną potrzebę przeprowadzenia większej liczby badań nad ukierunkowanymi interwencjami mającymi na celu zmniejszenie oporności na antybiotyki u niemowląt. Spekulują, że probiotyki mogą na przykład zmniejszać częstość występowania genów oporności na antybiotyki i warto je badać.

Oporność na antybiotyki (AMR) jest globalnym zagrożeniem dla zdrowia. Co roku ponad 1,27 miliona ludzi na całym świecie umiera z powodu infekcji lekoopornych. Jeżeli nie zostaną podjęte żadne działania, do 2050 r. oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe może wyprzedzić raka i stać się główną przyczyną zgonów na świecie, powodując śmierć około 10 milionów ludzi na całym świecie.

Niemowlęta są bardzo podatne na infekcje ze względu na niedojrzały układ odpornościowy. Jednocześnie ich mikroflora jelitowa jest pełna różnorodnych bakterii, z których wiele wykazuje oporność na szerokie spektrum antybiotyków, nawet jeśli nie są one narażone na działanie antybiotyków. Rezystom jelitowy – zbiór genów oporności na antybiotyki (ARG) występujący w genomach drobnoustrojów jelitowych niemowląt – powstaje, gdy drobnoustroje zalewają jelita natychmiast po urodzeniu i stanowi ważny element układanki AMR.

Mobilom jelitowy – nagromadzenie różnych ruchomych elementów genetycznych (MGE) w jelicie – odgrywa kluczową rolę w proliferacji ARG. Bakterie wymieniają materiał genetyczny, taki jak ARG, poprzez poziomy transfer genów. Ponieważ w pobliżu znajduje się tak wiele bakterii, jelito zapewnia idealne warunki do wymiany ARG.

Chociaż wiele bakterii jelitowych zawierających ARG nie stanowi zagrożenia dla zdrowia, niektóre ARG są nabywane przez drobnoustroje o potencjale chorobotwórczym. Przeniesienie tych genów na patogen ma poważne konsekwencje zarówno dla indywidualnego pacjenta, jak i społeczeństwa.

Zrozumienie czynników wpływających na rozwój rezystomu i mobilomu w jelicie niemowlęcia ma zatem kluczowe znaczenie dla opracowania strategii ograniczających częstość występowania oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe.

Kilka wcześniejszych badań klinicznych dostarczyło ważnych, choć fragmentarycznych informacji na temat rezystomu jelitowego, ale małe rozmiary próbek i nieodłączne błędy systematyczne (np. błąd selekcji i zakłócenia) ograniczają możliwość uogólnienia wyników.

Aby przezwyciężyć te ograniczenia, badacze przeprowadzili metaanalizę kohort niemowląt w oparciu o dane metagenomiczne z 14 badań przeprowadzonych w 10 krajach i na trzech kontynentach.

Zbadali, w jakim stopniu stosowanie antybiotyków, sposób porodu, poród przedwczesny, praktyki żywieniowe i położenie geograficzne wpłynęły na liczebność i różnorodność ARG i MGE w 3981 próbkach kału z metagenomu jelitowego 1275 niemowląt. Aby śledzić mikrobiom niemowląt, pobrano próbki podłużne ze stolca niemowląt do 14 miesiąca życia.

Naukowcy wykorzystali opublikowane metagenomy typu shotgun (nieukierunkowane sekwencjonowanie genetyczne wszystkich bakterii żyjących w jelitach), aby zbadać powiązania między różnorodnością i obciążeniem ARG i MGE a stosowaniem antybiotyków, sposobem porodu, porodem przedwczesnym, praktykami żywieniowymi i położeniem geograficznym, a także aby określić, które gatunki bakterii są głównymi żywicielami ARG w jelitach niemowląt.

Ogólnie rzecz biorąc, analizy wykazały, że stosowanie antybiotyków, cesarskie cięcie i poród przedwczesny były istotnie powiązane ze zmniejszoną różnorodnością pożytecznych drobnoustrojów jelitowych w porównaniu z dziećmi urodzonymi o czasie, urodzonymi drogą pochwową, które nie były narażone na antybiotyki.

Z drugiej strony poród drogami natury był związany z mniejszą częstością, ale większą różnorodnością ARG w porównaniu z porodem przez cesarskie cięcie.

Niemowlęta urodzone drogą pochwową są narażone na więcej bakterii pochwowych i jelitowych niż niemowlęta urodzone przez cesarskie cięcie, które są narażone przede wszystkim na bakterie skórne. Ponieważ bakterie są powiązane z akumulacją genów oporności na antybiotyki w jelitach, należy spodziewać się większej różnorodności genów oporności na antybiotyki u niemowląt urodzonych drogą pochwową. Jednakże obecność wyższego poziomu niektórych bakterii komensalnych, które dostarczają gospodarzowi niezbędnych składników odżywczych i pomagają mu bronić się przed patogenami oportunistycznymi, może powodować supresję bakterii chorobotwórczych (które prawdopodobnie zawierają większe ilości antybiotyków) u niemowląt urodzonych drogą pochwową. geny oporności), zmniejszając w ten sposób ogólną częstotliwość.

Ahmed Bargheet, główny autor UiT The Artic University of Norweski

Zgodnie z oczekiwaniami analizy wykazały, że stosowanie antybiotyków było powiązane z wyższą częstotliwością ARG i MGE. Jednak stosowanie antybiotyków nie miało znaczącego wpływu na różnorodność ARG.

Co zaskakujące, u niemowląt karmionych wyłącznie piersią nie wykazano znaczącego wpływu na różnorodność lub częstotliwość ARG.

Co ważne, naukowcy odkryli 199 istotnych klinicznie ARG (nadających oporność na klinicznie istotne antybiotyki), których różnorodność wzrastała wraz z wiekiem w pierwszych dwóch latach życia. „Różnorodność ARG wzrastała z biegiem czasu, odzwierciedlając różnorodność bakterii. Jednakże liczebność ARG z czasem malała, prawdopodobnie ze względu na zmniejszenie liczebności bakterii chorobotwórczych, takich jak:Escherichia colimówi Bargheet.

Co ciekawe, dwie kohorty afrykańskie (z Zimbabwe i Republiki Południowej Afryki) miały statystycznie istotne i wyższe częstotliwości ARG i MGE w porównaniu z kohortami europejskimi. „Możliwe, że Zimbabwe i Republika Południowej Afryki stosowały więcej antybiotyków w swoich kohortach niemowląt niż Europejczycy” – mówi Bargheet. „W Zimbabwe regulacje i kontrola antybiotyków nie są tak rygorystyczne, jak w niektórych regionach Europy, co oznacza, że ​​antybiotyki często można kupić bez recepty, co potencjalnie zwiększa oporność na antybiotyki”.

Autorzy dodatkowo to potwierdziliE. colijako główny żywiciel ARG w jelicie niemowląt. Niepokojące jest to, że prawie połowa ARG kolokalizuje się z plazmidami, umożliwiając skuteczny transfer między bakteriami. Poza tym,E. coliStwierdzono, że różnorodność łodyg zmniejsza się podczas karmienia piersią, ale zwiększa się wraz z wiekiem. Co ciekawe, stosowanie antybiotyków nie miało istotnego wpływu na przebieg chorobyE. coliróżnorodność odmian.

„Nasza metaanaliza dostępnych dowodów wyraźnie pokazuje, że cesarskie cięcie, stosowanie antybiotyków i poród przedwczesny odgrywają niedocenianą rolę w powstawaniu oporności na antybiotyki u niemowląt, zmieniając rezystom i mobilom we wczesnym okresie życia, co prowadzi do zwiększonego transportu jelitowego genów oporności na antybiotyki”. mobilne elementy genetyczne” – mówi Bargheet.

„Ma to ważne implikacje dla kryzysu oporności na antybiotyki. Uzyskując wgląd w te czynniki, naszym celem jest opracowanie ukierunkowanych interwencji, takich jak probiotyki, które mogłyby znacznie zmniejszyć liczbę zgonów spowodowanych opornością na antybiotyki. To badanie nie tylko dotyczy pilnego globalnego wyzwania zdrowotnego”. Jednak w przyszłości nadal skupiamy się na przełożeniu tych odkryć na praktyczne strategie, które mogą uratować życie i ograniczyć rozprzestrzenianie się opornych infekcji.

Pomimo ważnych ustaleń autorzy zauważają kilka ograniczeń, w tym fakt, że w tej analizie nie można było zbadać skutków hospitalizacji ani innych zmiennych klinicznych ze względu na brakujące dane.

Źródła: