抗菌素耐药性的能力(AMR)是微生物(包括细菌、真菌、病毒和寄生虫)抵抗的杀戮能力抗菌药物(如抗生素、抗真菌、抗病毒药物,抗疟药、驱肠虫剂)。
而AMR包含电阻类的微生物抗菌治疗,主要集中在研究抗生素耐药性的细菌。这是因为细菌感染负责大部分的社区和院内感染。这是雪上加霜的是,分子工具研究细菌的耐药机制更完善的比其他微生物,和大量的抗菌类提供了更大范围的行动研究模式和阻力。
因此,在本文的其余部分中,我们将关注抗生素耐药性细菌。
部分快速链接
抗菌素耐药性背后的科学
司机抗菌素耐药性的发展和传播
抗菌素耐药性检测
AMR预防
替代抗菌素
抗生素分为两大类别,抑菌和杀菌通过一系列的动作和工作,包括:
抑制细胞壁的合成(beta-lactams,万古霉素)
抑制蛋白质合成(氨基糖甙类、四环素、氯霉素、大环内酯类)
——改变细胞膜(多粘菌素)
抑制核酸合成(喹诺酮类、灭滴灵、利福平)
干扰新陈代谢(磺胺类药、甲氧苄氨嘧啶)
为了抵抗,细菌必须能够解决或预防抗生素的作用。他们通过几条不同的路径,包括:
防止抗生素达到它的目标在一个足够高的浓度
抗生素——射流泵泵出细胞
——减少膜透性防止抗生素的条目
——酶破坏抗生素,如β-lactamase对青霉素
——修改抗生素、酶添加化学组,抑制其活性
抗生素的修改或绕过目标行为
于替代蛋白质,可以用来代替抗生素的目标的
——改变抗生素的目标所以它可以不再与之交互
为了实现所描述的耐药机制,细菌需要正确的工具(蛋白质)的工作,这需要正确的基因。
AMR可能出现自然的结果基因突变或在复制过程中出现的“错误”。细菌也能够获得遗传物质通过过程称为从其他细菌水平基因转移。
基因的水平转移可以通过三个发生机制,转换,转导和动词的词形变化。转换发生在细菌DNA从周围的环境。这个DNA质粒的形式。在转导,细菌病毒的攻击被称为噬菌体能够融入细菌基因组。当他们特许权从宿主基因组繁殖,他们也可以带着宿主的DNA片段。当他们融入一个新宿主基因组,因此他们渡轮细菌基因之间的细菌,其中一些可能带来的抗生素耐药性。接合是细菌版的“性”。性菌毛之间形成细菌细胞,通过交换遗传物质。
在正常情况下遗传物质的突变或添加,对抗生素产生了耐药性可能没有提供任何好处,在某些情况下,生物体获得抗性基因可以不适合由于繁殖的额外精力充沛的负担额外的遗传物质。因此,他们甚至可能会丢失从人口和选择。然而,在抗生素的存在,情况变化。那些耐有选择性的优势能够持续复制,阻力传递给下一代,而受到竞争对手被杀死了。积极的选择开抗生素耐药性的传播通过人口面对抗生素暴露。
改变细菌的增长模式也可以赋予抵抗抗生素治疗。增长速度放缓,有时被称为persistor细胞依赖打断细胞复制的,意味着抗生素更有效。细菌生物膜也从抗生素提供保护行动。细菌生物膜是一个结构化的社区在白手起家的水化聚合物基体与营养渠道收购和废物处理。结构提供物理保护,抗生素可以很难达到发达细菌生物被膜的核心。细胞复制通常减缓细胞的生物膜的增长提供保护模式随周期变动的行动。
微生物产生耐药性的时候出现严重问题多个药物,被称为多药耐药性。这可能是因为一个抵抗机制对多种药物产生了耐药性,或如果获得多个抗性基因,异常或组合。
AMR存在于世界上每一个国家。全球每年约有700000人死亡归因于AMR,但这一数字预计将上升1000万年到2050年,一个重要的全球问题。减少抗菌素耐药性的发生和防止其传播是至关重要的在保护人类和动物。
司机抗菌素耐药性的发展和传播
而AMR可能自然发生,有很多因素,可以帮助促进AMR发生和蔓延。
不恰当的处理污染水和浪费医药制造业植物可以看到水排放到环境中抗生素污染的。而水本身可能不会伤害你,它使细菌对抗生素在环境中,通过细菌促进耐药性的发展和传播。这些耐药菌株感染动物如果他们接触到他们,例如通过消耗,污染其他食品或游泳。
污水是另一个关键的动力来源开发抗生素耐药性细菌。当人类或动物被给予抗生素,并不是所有的人会处理的身体,并将其余部分排出的粪便。这些“剩饭”抗生素暴露在我们的下水道系统微生物的混合罐,或在动物的情况下他们的环境和同居者,抗生素,施加压力来获得抗性。而污水处理消除许多不必要的污染物,目前这并不包括抗生素。因此,处理过的污水,排放,回收,用于灌溉和肥料,可能含有抗生素。找到一个有效的和可持续的去除方法已经成为一个活跃的研究领域。
许多食用动物是预防性使用抗生素治疗,试图保持他们的健康。然而,这意味着天然肠道细菌,包括物种等金黄色葡萄球菌暴露于抗生素。这可以促进耐药菌株的生存和传播他们住在这可能会污染环境,人员处理和食品生产。如果受污染的粪便进入水或被用作肥料、作物也可以成为污染。
因素,如恶劣的卫生条件和过度拥挤只是抗菌素耐药性条件需要在人类之间传播,动物和环境的,因此采用有效的预防措施是关键。
抗菌素耐药性检测
有各种各样的测试策略,可以执行表型和分子,这使科学家能够确定哪些抗生素细菌的一个给定的应变对它并不是很敏感。
灵敏度测试,草坪的兴趣培养的菌株在琼脂板上antibiotic-infused光盘放置一直流行的表型筛选技术多年,仍然是黄金标准。盘周围间隙面积越大,越敏感菌株是特定抗生素。微流体装置为了观察所需的最低抑制浓度抗生素杀死一株用于相同的目的。然而,方法需要文化的缺点是它可以采取隔离的时间,文化,然后测试菌株的敏感性,经常在48小时内得出结论。当治疗积极感染这可能是太长了。
重大的进步在过去十年已经看到全基因组测序(WGS)取而代之的研究和打击AMR。WGS使已知和未知AMR-related基因被识别和传播通过人口监测。多个突变或基因可能赋予相同的电阻不通常由表型分化方法。WGS提供了一个更详细的照片抗性发展和传播,使得耐药感染传播链映射准确地说,这是有用的监测研究。
放大测试,如聚合酶链反应RT-qPCR灯化验,可以提供一个快速和具体解决抗性基因的检测。然而,他们只能够识别已知的目标和进一步突变区域内目标的分析可以使它无效。
杂交分析,比如数组,荧光原位杂交(鱼)和线性探针分析(lpa),依赖于探测目标DNA序列的杂交,然后可以使用技术,如荧光检测。与amplification-based测试,它们需要先验知识目标突变和不确定任何小说AMR-conveying目标。
免疫测定,包括横向流测试和酶联免疫吸附测定(elisa),也可以是有用的AMR检测。抗体的绑定到目标基因或基因产物可以被用来检测到它们的存在,通常是通过接合可视的指示器。
有一个真正的推动快速快速检测,化验横向流和一些微流体装置借给自己,使临床医生能够克服当前抗菌药物管理的一些挑战和适当的规定。
资金的机会在促进研究改善诊断至关重要,促进合理的发展,准确、快速和易于使用的测试细菌感染。
不管技术用于什么细菌的分离和鉴定电阻测试方法使用,细菌是很重要的适当的培养和处理安全。好无菌技术保护你自己和你的样品是至关重要的。
AMR预防
至关重要的是采取措施预防AMR的进一步发展和传播。简单的卫生预防措施,如洗手、适当处理的食品,使用干净的水有助于减少感染耐药感染的可能性。然而,他们不避免的压力施加抗生素暴露于微生物驱动AMR的发展放在第一位。
限制细菌对抗生素的接触很重要,有很多措施可以帮助。
抗生素的管理工作——努力测量和改善抗生素是如何规定所使用的临床医生和病人,减少AMR的核心。这包括窄而不是广谱抗生素的使用目标感染更具体地说,仅在必要时使用,只有只要必要的。责任不下降到医生和兽医,公众也有他们的作用,以确保他们(或者他们的动物)只需要规定的抗生素,在规定的剂量,建议时间和他们完成课程。
减少预防性使用抗生素,尤其是在畜牧业、食品是关键在预防不必要的暴露身体的细菌和那些接触到antibiotic-containing粪便。
测量原降钙素激素降钙素的前体,通过免疫测定已被证明是一个好的指示器的细菌感染水平会提高。这些指标援助治疗决策对临床医师,因此抗生素的管理工作。在感染疑似或发展为败血症是一个风险,抗生素管理促进合理使用,旨在减少的天数,抗生素治疗。多重PCR快速也被使用在区分细菌和病毒感染指导抗生素处方。
虽然我们可能仍然没有答案抗生素从国内废水进入环境,严格的监控和执行由制药公司废水排放可以帮助防止抗生素进入环境和供水系统。
AMR监控在保持诊断最新的项目是至关重要的新的AMR目标出现和识别模式的补救计划可以服役。人工智能也起到了一定作用,帮助监控实时微生物和预测AMR和抗生素敏感性。
科学家们正在研究如何把抗生素从被污染的土壤使用工程菌株分解抗生素的能力作为一个bioremedial代理。去除废水还证明了挑战,但研究人员解决这个问题。
替代抗菌素
与菌株的频率表现出电阻增加,即使最后的抗生素,科学家正在寻找新药和选择抗菌治疗。
的发现”新的抗生素“不过不是微不足道的,加剧了金融和监管障碍领先科学家把目光转向其他地方以寻找解决方案。
噬菌体疗法探讨了作为治疗细菌感染的方法之前,1928年青霉素的发现,后被遗弃。苏联国家继续研究在该地区,由于缺乏西方的抗生素。现在,当我们努力对抗感染的抗生素,兴趣再次达到顶峰噬菌体疗法。虽然噬菌体能够感染和破坏细菌,它们特定的物种,甚至压力。添加到一些细菌的免疫力潜力意味着针对噬菌体治疗目前不是一个简单的过程,必须根据个体的感染,使它昂贵和耗时。
CRISPR-Cas9得到了太多的关注领域的基因治疗,但是也可能在抗菌治疗。目前需要更多的工作。
抗菌肽迄今为止显示有限的成功,然而合成肽和合成membrane-active代理可以提供未来的途径探索。
抗体疗法是一个昂贵的但非常具体的替代,但已部分实现。
一氧化氮是一种天然的抗菌和免疫反应中扮演着一个关键的角色在我们的病原体。因此,科学家们正在探索如何可能被纳入治疗政权。
的使用抗生素耐药性断路器(ARB)也正在探索,包括co-administering non-antibiotic药物没有抗生素。
与此同时,我们都有自己的预防作用AMR发展和传播。
