纽约(基因组网)-发表在基因组生物学发现耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)出现在20世纪50年代末,比医生在临床实践中使用甲氧西林早几年。
1959年在英国引入的半合成β -内酰胺抗生素甲氧西林,由于日益增加的耐药性问题,被用作青霉素的替代品。同年,葡萄球菌参考实验室对5000多株金黄色葡萄球菌进行了先发制人的筛选,首次发现了MRSA。
在这项新研究中,来自维康信托基金会桑格研究所和英国公共卫生部的科学家与来自丹麦和美国的研究人员合作,对1960年至1989年从英国和丹麦收集的209株分离菌的基因组进行测序和分析,重建导致MRSA起源的进化事件。
MRSA的遗传基础与被称为葡萄球菌盒式染色体mec元件的可移动基因盒的携带有关。
1960年10月,研究人员发现三个分离株对甲氧西林的最低抑菌浓度增加。两年之内,欧洲其他地方发现了这种疾病,丹麦发现了侵入性感染。
自那时以来,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌已成为国际抗生素耐药性的一个主要特征。流行病学证据一直表明,耐药性是在这一时期左右产生的,当时携带在SCCmec单元上的编码甲氧西林耐药性的mecA基因水平转移到金黄色葡萄球菌的敏感菌株上。
通过对1960年至1989年在欧洲发现的第一批MRSA菌株进行全基因组测序,研究人员重建了MRSA的进化史。他们应用贝叶斯系统发育重建来估计早期MRSA谱系出现的时间点和它获得SCCmec基因的时间点。
在这些人群中,研究人员发现了对20世纪50年代和60年代引入的大多数主要抗生素的耐药基因和突变。在这些基因中,一种核糖体蛋白RpsL发生了突变,该突变负责对链霉素(第一种氨基糖苷类抗生素)产生耐药性。在所有古老的MRSA中都发现了这种突变,预计与甲氧西林耐药几乎同时出现。
在附带的一篇博客文章中,基因组生物学作者指出,“金黄色葡萄球菌是人类微生物群的组成部分。因此,链霉素耐药性的发展很可能是作为第一次使用链霉素治疗其他病原体的附带后果出现的结核分枝杆菌”。
结果表明,菌株和元素的祖先背景早于甲氧西林引入临床实践,而MRSA出现在抗生素首次在市场上使用的13年或更长时间之前。青霉素处方在20世纪40年代有一个意想不到的效果,推动了mRSA的出现。
这一发现推翻了甲氧西林的广泛使用,以及药物形成的选择性压力,是导致抗药性的驱动力金黄色葡萄球菌.
相反,在甲氧西林引入之前的几年里,青霉素等第一代β -内酰胺的广泛使用导致了MRSA的进化。
这一结果突出表明,由于其他抗生素的广泛使用所形成的选择性景观,引入绕过已知耐药性机制的新药物在细菌种群中的适应过程中可能会变得毫无价值。该研究还强调了持续监测病原体种群的重要性,以获得临床环境中新出现的适应性和耐药模式的证据。