Đề kháng kháng sinh là gì? Các công bố khoa học về Đề kháng kháng sinh

Trong công trình này, chúng tôi đã thiết kế và phát triển hai công cụ Web dễ sử dụng cho phép tính toán trong môi trường máy tính phát hiện và xác định đặc điểm của chuỗi gen toàn bộ bộ gen (WGS) và dữ liệu chuỗi toàn bộ plasmid từ các thành viên của họ Enterobacteriaceae . Các công cụ này sẽ giúp cho việc định kiểu khuẩn dựa trên bản nháp của bộ gen của các loài đa kháng thuốc thuộc họ Enterobacteriaceae bằng cách phát hiện nhanh chóng các loại plasmid đã biết. Các chuỗi replicon từ 559 plasmid đã được giải mã toàn bộ liên quan đến họ Enterobacteriaceae trong cơ sở dữ liệu nucleotide của NCBI đã được thu thập để tạo cơ sở dữ liệu đồng thuận tích hợp vào công cụ Web gọi là PlasmidFinder, có thể được dùng để phân tích trình tự replicon từ dữ liệu trình tự plasmid thô, nhóm contig, hoặc được lắp ráp hoàn chỉnh và đóng gói. Cơ sở dữ liệu PlasmidFinder hiện bao gồm 116 chuỗi replicon phù hợp với ít nhất 80% độ tương đồng nucleotide với tất cả các chuỗi replicon được xác định trong 559 plasmid đã được giải mã toàn bộ. Đối với phân tích Đa Vị trí Trình tự Plasmid (pMLST), một cơ sở dữ liệu được cập nhật hàng tuần đã được tạo ra từ www.pubmlst.org và được tích hợp vào một công cụ Web gọi là pMLST. Cả hai cơ sở dữ liệu đã được đánh giá bằng cách sử dụng các bộ gen nháp từ một bộ sưu tập của các chủng Salmonella enterica serovar Typhimurium. PlasmidFinder đã xác định tổng cộng 103 replicon và từ không đến năm replicon trong mỗi bộ gen nháp của S . Typhimurium đã được thử nghiệm. Công cụ web pMLST đã có thể xác định phân nhóm dữ liệu trình tự gen của plasmid, tiết lộ cả các loại trình tự plasmid đã biết (STs) và các alen mới cũng như các biến thể ST. Kết luận, thử nghiệm của hai công cụ Web này sử dụng cả trình tự plasmid lắp ráp hoàn chỉnh và các bộ gen nháp tạo ra từ WGS cho thấy khả năng phát hiện một loạt các loại plasmid thường liên quan đến kháng kháng sinh trong các tác nhân gây bệnh vi khuẩn có ý nghĩa lâm sàng.

Các protein và peptide độc tố tan trong nước-màng được sử dụng trong hệ thống phòng thủ và tấn công của tất cả các sinh vật, bao gồm cả thực vật và con người. Một nhóm chính bao gồm các peptide kháng khuẩn, hoạt động như một hệ thống phòng thủ không đặc hiệu bổ sung cho phản ứng miễn dịch trung gian tế bào rất đặc hiệu. Sự gia tăng kháng thuốc của vi khuẩn đối với kháng sinh thông thường đã kích thích việc phân lập và đặc trưng hóa nhiều peptide kháng khuẩn với tiềm năng sử dụng làm kháng sinh mới nhắm mục tiêu. Việc phát hiện hàng ngàn peptide kháng khuẩn có độ dài và trình tự biến đổi, tất cả đều có hoạt tính ở nồng độ tương tự, cho thấy cơ chế tổng quát để tiêu diệt vi khuẩn thay vì cơ chế cụ thể yêu cầu cấu trúc hoạt động ưa thích. Cơ chế này phù hợp với "mô hình thảm" (carpet model) không yêu cầu bất kỳ cấu trúc hoặc trình tự cụ thể nào. Có vẻ như khi có sự cân bằng thích hợp giữa tính kỵ nước và điện tích dương ròng, các peptide sẽ có hoạt tính trên vi khuẩn. Tuy nhiên, hoạt tính chọn lọc cũng phụ thuộc vào các tham số khác, như thể tích phân tử, cấu trúc của nó, và trạng thái oligomer trong dung dịch và màng. Hơn nữa, mặc dù nhiều nghiên cứu hỗ trợ rằng sự tổn thương màng vi khuẩn là một sự kiện gây chết cho vi khuẩn, nhưng các nghiên cứu khác chỉ ra một cơ chế đa va chạm, trong đó peptide liên kết với nhiều mục tiêu khác nhau trong vùng chất nguyên sinh của vi khuẩn.

Trong nghiên cứu này, chúng tôi mô tả một phương pháp thử nghiệm multiplex PCR để phát hiện chín gene kháng kháng sinh có liên quan lâm sàng củaStaphylococcus aureus. Các điều kiện đã được tối ưu hóa để khuếch đại các đoạn củamecA (mã hóa khả năng kháng methicillin),aacA-aphD (kháng aminoglycoside),tetK,tetM (kháng tetracycline),erm (A),erm (C) (kháng macrolide-lincosamide-streptogramin B),vat (A),vat (B), vàvat (C) (kháng streptogramin A) đồng thời trong một lần khuếch đại PCR. Một cặp mồi bổ sung để khuếch đại một đoạn của 16S rDNA của vi khuẩn tụ cầu đã được đưa vào như một đối chứng dương tính. Phương pháp multiplex PCR đã được đánh giá trên 30 chủng khác nhau củaS. aureus, và các kết quả PCR tương quan với dữ liệu kháng kháng sinh kiểu hình thu được từ phương pháp pha loãng vi sinh trong môi trường. Phương pháp multiplex PCR cung cấp một phương pháp nhận diện nhanh chóng, đơn giản và chính xác về các mẫu kháng kháng sinh và có thể được sử dụng trong chẩn đoán lâm sàng cũng như để giám sát sự lây lan của các yếu tố xác định kháng kháng sinh trong các nghiên cứu dịch tễ học.

Các chủng phân lập lâm sàng của Staphylococcus aureus (tổng cộng 206) và S. epidermidis (tổng cộng 188) từ nhiều quốc gia đã được thử nghiệm bằng các phương pháp PCR đa dạng để phát hiện các gen kháng sinh có liên quan lâm sàng liên quan đến staphylococci. Các gen mục tiêu liên quan đến khả năng kháng lại oxacillin ( mecA ), gentamicin [ aac (6′)- aph (2")], và erythromycin ( ermA , ermB , ermC , và msrA ). Chúng tôi đã tìm thấy sự tương quan gần như hoàn hảo giữa phân tích genotyp và phenotyp cho hầu hết 394 chủng này, cho thấy các mối tương quan sau đây: 98% đối với kháng thuốc oxacillin, 100% đối với kháng thuốc gentamicin, và 98.5% đối với kháng thuốc erythromycin. Các kết quả không nhất quán là (i) tám chủng được xác định dương tính bằng PCR cho mecA hoặc ermC nhưng nhạy cảm với kháng sinh tương ứng dựa trên khuếch tán đĩa và (ii) sáu chủng của S. aureus được xác định âm tính bằng PCR cho mecA hoặc cho bốn gen kháng thuốc erythromycin được lựa chọn nhưng lại kháng với kháng sinh tương ứng. Để chứng minh in vitro rằng tám chủng nhạy cảm mang gen kháng thuốc có thể trở nên kháng thuốc, chúng tôi đã cấy lại các chủng nhạy cảm trên môi trường với các gradient tăng dần của kháng sinh. Chúng tôi đã có thể chọn lọc các tế bào thể hiện kiểu hình kháng thuốc cho tất cả tám chủng này mang gen kháng dựa trên khuếch tán đĩa và xác định MIC. Bốn chủng kháng oxacillin âm tính với mecA đã dương tính với PCR cho blaZ và có kiểu hình của những người sản xuất β-lactamase siêu, điều này giải thích kiểu hình kháng oxacillin ở ngưỡng của chúng. Kháng erythromycin cho hai chủng được xác định âm tính bằng PCR có thể liên quan đến một cơ chế mới. Nghiên cứu này nhấn mạnh sự hữu ích của các xét nghiệm dựa trên DNA để phát hiện các gen kháng thuốc kháng sinh liên quan đến nhiễm trùng staphylococcal.

Gene kháng macrolide-lincosamide-streptogramin B của Clostridium perfringens, ermBP, đã được giải mã và cho thấy hoàn toàn giống với gene ermB-ermAM từ plasmid năng động Enterococcus faecalis pAM beta 1 và có ít nhất 98% sự tương đồng trong trình tự nucleotide với các gene ermB-ermAM khác. Bao bọc gene cấu trúc ermBP là các chuỗi lặp trực tiếp 1.341-bp gần như giống nhau (DR1 và DR2). Các chuỗi lặp này có khả năng mã hóa một protein 298 (hoặc 284) amino acid có sự tương đồng về trình tự với protein phân chia nhiễm sắc thể và plasmid. Các điểm quy định erm của pAM beta 1 và Streptococcus agalactiae (pIP501) dường như có DR2 nhưng lần lượt có các vùng xoá bên trong 973- hoặc 956-bp tương tự ở DR1. Một số các điểm quy định class ermB-ermAM khác có một phần nhỏ của DR1, nhưng không có điểm nào có bản sao đầy đủ. Người ta đặt giả thuyết rằng quy định ermBP của C. perfringens được lấy từ một điểm quy định enterococcal hoặc streptococcal có các bản sao hoàn chỉnh của cả DR1 và DR2.