从“殖民者”微生物到超级细菌:抗生素耐药性如何表现

抗微生物药物耐药性(AMR)是一个日益严重的全球健康问题——医生、科学家和公共卫生专家纷纷警告,某些世界上最可靠的抗生素对所谓的“超级细菌”变得越来越无效。根据世界卫生组织(WHO)的说法,当细菌、病毒和寄生虫不再对药物产生反应时,就会发生AMR,使人们病情加重并增加感染的传播。“抗微生物药物耐药性威胁到一个世纪的医学进步,可能使我们回到抗生素前的时代,那时今天可以治疗的感染可能会变成死刑。”

本月,世卫组织总干事谭德赛博士警告说。世卫组织表示,每年估计有数百万人死于AMR,特别是对中低收入国家会造成更多苦难。世界需要新的解决方案,医疗专家表示。西尔维娅·奥穆洛博士——流行病学专家,拥有华盛顿州立大学兽医学院的免疫学和传染病博士学位——研究AMR。她在肯尼亚内罗毕的校园工作。近20年来,她一直在研究人类、动物及其共有环境之间的联系,以及生活在其中的微生物。奥穆洛并不研究致死的微生物。

她研究的是那些不会致死,但可能为我们理解与我们共存的复杂生态系统提供线索的微生物。她称这些微生物为“殖民者”,因为它们经常无害地在人类和动物体内传播。通过研究它们,她确定了与AMR相关的基因;为什么有些人和一些动物对耐药微生物更易感;以及这些特征在社区和医院中的分布情况。她还确定了可能对理解AMR至关重要的环境和行为因素。

奥穆洛的工作不是从医院开始,而是从社区开始——在内罗毕最大贫民窟Kibera的泥瓦房和维多利亚湖岸的农场。半岛电视台采访了奥穆洛——她是被选中向世卫组织提供AMR研究新方向建议的少数科学家之一,讨论了抗微生物药物耐药性的研究和应对它的进展。半岛电视台:目前科学文化在研究AMR的方式上是否有偏见?西尔维娅·奥穆洛博士:我最快的答案是,是的。是的,在某种意义上,AMR的研究与抗生素的使用紧密相关。

当我踏入这个领域时,我查看了关于东非地区AMR的论文,许多文章声称AMR只是一个抗生素使用问题。事实证明,大多数这些论文仅基于临床样本;他们研究了医院中的患者。但存在一个问题:在这些研究中,您只是在观察最重病的患者。当您在医院环境中测试患者,并发现抗生素耐药的细菌时,您会假设这是因为他们在医院感染到的。

住院病人的比例在某种意义上变得偏颇,因为他们比未使用抗生素的人群更有可能有抗生素耐药菌株(但这是一种相关性,不一定是原因)。如果这只是我们研究的数据,那么我们对AMR驱动因素的分类中存在偏见:我们假设这是不正确的抗生素使用。很少有研究在社区背景下研究AMR,这就是我大部分研究工作的内容。我认为在全球北方地区,比如美国,很难进行社区基础研究,因为从社区招募患者实际上非常困难。

在医院环境中,您最有可能发现的不是门诊患者——那些访问然后回家的人,而是住院患者。当您来到全球南方时,方法不同。我们主要从群体中或从仅访问卫生保健机构的人群中取样;这里的科学主要是公共卫生导向的。半岛电视台:什么是“殖民者”细菌,它们与感染有何不同?西尔维娅·奥穆洛博士:在过去10年中,特别是在媒体上,AMR被用“超级细菌”这个词来描述。我们想象致命的细菌感染迅速传播,无对策。

我们没有研究那些细菌。不,我们研究的是所谓的“殖民者”。殖民和感染之间是有区别的。这些是人们携带但不一定显示症状的细菌。其中一些寄生细菌与我们在医院菌株中发现的非常相似。我们试图理解为什么人们在肠道和鼻子中携带耐抗生素细菌。我们研究大肠杆菌和其他来自该组的细菌,以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。MRSA感染在医院环境中很常见。它们可以迅速传播并引起并发症。未治疗的MRSA可能致命。

当我们研究大肠杆菌时,我们会看看该细菌对哪种抗生素组合具有耐药性,然后看看哪些基因或因素促成了耐药性。半岛电视台:研究所在的环境有多重要?西尔维娅·奥穆洛博士:我想知道:如果您不在医院环境中,但携带这些AMR细菌,是什么在促成这个现象?为什么这些微生物会进入某些人,而不是其他人?我发现了在其他国家进行的三篇研究文章:玻利维亚、厄瓜多尔和秘鲁。它们研究了在社区内发生的情况。

他们没有发现AMR与抗生素使用之间的显著关系。因此,我将问题转移到肯尼亚的背景下,问这里可能促成问题的是什么。而我发现的问题之一是卫生条件。在卫生条件差的地方,人们会摄入微生物,携带它们,并在同一环境中传播和传播它们。半岛电视台:Kibera是什么样子,为什么这座贫民窟对你作为研究者特别有趣?西尔维娅·奥穆洛博士:

Kibera是一个很好的区域来验证卫生在AMR传播周期中是否与抗生素使用一样重要,甚至更重要的假设。在2019年人口普查中,Kibera的密度为每平方公里66,000人。如果你考虑纽约市的每平方公里11,000人的人口密度,Kibera几乎是其六倍。因此人们几乎住在彼此的头上。因为你和邻居住得非常近,真的没有办法把自己与患病的邻居分开。

在Kibera,许多家庭大约3米乘3米,可以容纳最多11个家庭成员。我见过最多的情况是15个人住在同一个单一房间。但是平均来看,大约有5到7个人。这些主要是铁皮屋、泥瓦房。少数有瓷砖地板,但它们是不同建筑材料的混搭。所以这不是你常见的结构化房屋,这就是非正式住区的特点。卫生条件真的很差,因为在世界上的许多贫民区中,很难有干净、稳定的供水系统和污水系统。

这种环境真的推动了不仅是耐药细菌而是疾病总体的传播。在Kibera抗生素便宜且充足,有些供应商只是走动卖它们。我们发现的是,当我们从人们那里收集样本,测试他们的水,测试他们的环境时,我们在环境中发现了许多这些耐药细菌。而当我们测试该地区的土壤样本时,其中也有许多耐药细菌。我们大致想了解,这个人类群体中发生了什么可能促成AMR。半岛电视台:你在那里发现了什么?西尔维娅·奥穆洛博士:

在2016年,当我们对大约200个家庭进行了五个月的每两周一次的追踪分析时,我们没有发现AMR与抗生素使用之间的关系。我们确实发现了与环境传播因素的直接关系。因此,似乎即使抗生素使用在AMR中起到了作用,环境中的糟糕卫生条件可能甚至掩盖了AMR的作用。背景是重要的。似乎在个体内存在某些基因因素或易感性,使他们要么受到保护,要么使他们更容易感染这些细菌。

因此,如果你被一个耐抗微生物的细菌殖民,你更有可能被另一个耐抗微生物的细菌感染。半岛电视台:你发现了哪些最有趣的发现?西尔维娅·奥穆洛博士:我研究了两个不同的环境——Kibera的贫民窟和更为农村的环境。奥穆洛还从维多利亚湖附近Asembo的乡村农场居民那里收集样本。我们在这两个环境中广泛地提出问题,因为我们在进行同样的研究。我们询问人们养什么动物,试图了解这是否促成了AMR。

因此,如果你报告说在家中养鸡——大多数农村家庭报告在家中养鸡——那么也有更高的AMR发生率。这本身并不是一个令人惊讶的发现,因为AMR传播与家禽养殖之间的关系已被几项其他研究记录。但我们发现的另一个关系是,对报告去医疗设施的家庭,无论是医疗原因还是非医疗原因,他们更容易携带AMR细菌,而那些没有报告去医疗设施的家庭则不然。因此,看来医疗设施在其中扮演了一个角色。但我们不确定是什么。

是因为你携带这些细菌你更有可能去医疗设施,还是因为接触医疗设施更有可能促成携带细菌?所以现在我们正在追踪这些人,特别是母亲和他们的孩子,为期一年。每两周我们收集样本,同时我们还会问他们关于供水卫生、卫生条件、抗生素使用、动物暴露等问题,试图了解是什么在前。我们试图问非致命微生物的殖民化是否影响你的健康。例如,它是否导致更多的腹泻发作比那些未被殖民的更多?它是否导致更多的呼吸道感染?

对于儿童来说,我们在跟踪他们的成长里程碑,以确定被殖民的儿童是否不太可能达到或跟上成长里程碑,与那些没有被殖民的儿童相比。我们也在试图理解殖民过程。人们会一直被殖民,还是在特定时间段内被殖民?所以这项研究的这一阶段非常详细,与同一组人的互动更多,试图了解殖民对他们日常活动或健康的影响。总的来说,在社区环境中,驱动AMR的因素与医院环境中的驱动因素非常不同。半岛电视台:

我们听说AMR是一个紧迫的全球威胁;联合国正在大会上讨论这个话题。你感觉自己是全球理解AMR推动的一部分吗?西尔维娅·奥穆洛博士:我是被世卫组织邀请的四个肯尼亚人之一,试图在全球背景下搞清楚AMR的研究重点应该是什么。我认为我们所做的工作的一个重要作用是,我们不能忽视社区中发生的事情。人们在入院前和出院后,都是来自某个社区,所以所有发生在社区的过程都会对医院中的情况产生影响。

这意味着如果停止使用抗生素,AMR就会消失吗?绝对不是。有很多研究表明,即使在停止使用抗生素多年后,AMR仍然存在于环境中。因此,直到我们理解这个问题,我们只是在触及大象的一部分,而没有意识到大象是一只更大的动物,有不同的纹理部分。本次采访已为清晰和简明性进行编辑。