耐藥性基因已從養豬場擴散至全世界

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根據倫敦大學學院（UCL）和北京大學人民醫院主導的一項研究，再一次給抗生素耐葯問題敲響警鐘：一種抗生素耐藥性的基因，已經從中國的養豬場傳播到世界各地的病人當中了。

這項近日發表在《Nature Communications》上的研究顯示，目前已擴散至全球各地的mcr-1基因的起源，可以追溯至2005年的一個特殊事件——當時它從豬身上轉移到影響人類的病原體中。

研究第一作者Francois Balloux教授（UCL遺傳學，進化與環境）說：「mcr-1在全球擴散的速度著實令人驚訝。」

mcr-1基因使細菌對粘菌素產生耐藥性，粘菌素是為數不多的能夠有效應對多重耐藥性感染的藥物之一。它在上世紀50年代被發現，但是因為其嚴重的副作用，所以直到最近才被主要應用在養豬業。隨著最近抗生素耐藥性的增加，它現在在臨床上已經被廣泛當作治療感染的最後一道防線，例如對抗大腸桿菌和肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）。

Balloux教授說：「mcr-1產生的耐藥性相對較低，與mcr-1相關的感染仍然可以被粘菌素治療，但是需要很高的劑量，而這對患者是有明顯傷害的，因為粘菌素具有毒性。如果出現粘菌素耐藥性高於mcr-1的分子並大規模傳播的話，而這會使情況更加糟糕。」

mcr-1基因是移動的且質粒攜帶的，也就是說它可以從一種細菌轉運到到另一種細菌，甚至是兩個不同的物種，併產生針對粘菌素的耐藥性。mcr-1於2016年在中國被首次確認，人們很快意識到它已經蔓延至全球了，但是它的準確起源和擴散路徑尚未確定。

圖像來源：《Nature Communications》

該研究團隊通過對來自五大洲的人和農場動物的457個mcr-1陽性基因組序列進行了詳盡的數據分析，對110種細菌的基因組進行測序，並系統地挖掘了公開可用資料庫中的基因組數據。

他們利用新型計算工具對這些數據進行了分析，從可靠的記錄中發現了mcr-1出現的單一事件，可以準確地追溯到上世紀初中期的中國的養豬廠。他們還重構了mcr-1通過搭載各種細菌移動基因，傳播到各種細菌病原體中並在全球範圍內傳播的過程。

該研究首次重現了抗生素耐藥性的出現和傳播，並為利用基因工具提升全球的抗生素耐藥性監控開闢了新的道路。

圖像來源：《Nature Communications》

全世界的醫院都在為日益增長的、難以治療的抗生素耐藥性細菌感染而發愁。世界衛生組織發出了後抗生素時代的警告，即輕微的感染都可能變得無法治療。英國公共衛生署預測，到2050年時，抗生素耐藥性可能會導致每年1000萬人死亡，並給全球經濟造成66萬億英磅的損失。

Balloux教授說：「目前關於牲畜養殖中使用抗菌劑是否會導致抗生素耐藥性公共健康危機並未達成共識。也就是說，在農業中使用抗菌劑不僅僅是科學問題，也是必須要解決的社會和經濟問題。」

他補充說：「考慮到現階段非常缺乏新的抗生素，我們最好的希望是管理好現有的藥物來避免當前的公眾健康危機，利用好細菌基因組測序的潛力，並將其用於改善監測和診斷工具。」

UCL的Lucy van Dorp博士說：「我們的研究表明，對成百上千種耐藥性細菌進行分析以追蹤危險的耐藥性基因如何擴散至全世界是有價值的。通過解讀這些細菌的遺傳密碼，我們發現不僅能夠預測mcr-1從何地開始擴散，還能知道它從何時開始擴散。這一點非常重要，因為mcr-1從出現到在全球不同種類細菌中傳播只用了僅僅十年，顯示出了這些抗性基因極易傳播的特性。」

研究人員之一Liam Shaw說：「我們的研究表明，在mcr-1出現在一個可動遺傳因子上之後僅僅十年，它就已經遍布全球了。雖然我們還不知道它的準確傳播路徑，但是我們可以推測，其他的抗菌素耐藥性（AMR）基因也將會以類似的方式傳播。這表明，AMR是真正的全球威脅，需要國際合作來應對。」

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