(中國科學(xué)報 記者 王晨緋通訊員 湯華波)
病原微生物的耐藥性問題,在人類醫(yī)學(xué)水平日新月異的今天,已經(jīng)不僅僅是一個讓臨床醫(yī)生頭疼并尷尬的問題,更是日益演變成了一場正在威脅全球健康的危機(jī)。
在剛剛過去的4月,世界衛(wèi)生組織發(fā)布全球首份抗生素耐藥性監(jiān)測報告,稱“抗生素危機(jī)將比上世紀(jì)80年代的艾滋病疫情更嚴(yán)重”。據(jù)統(tǒng)計,我國人均使用抗生素的劑量是美國的十多倍,“今天不采取行動,明天就無藥可用”。
危機(jī)何解?科學(xué)家們?yōu)榇嗽谂?。近日,中科院武漢病毒研究所危宏平研究團(tuán)隊(duì)提出了一種耐藥性快速檢測新策略(GPF策略),已經(jīng)成功用于多種病原微生物的耐藥性快速檢測。
耐藥性危機(jī)
所謂耐藥性,指的是臨床上當(dāng)病原微生物多次與藥物接觸后,對藥物的敏感性減小甚至消失,致使藥物對耐藥菌的療效降低甚至無效。
科研人員告訴記者,近年來,由于各種廣譜及超廣譜藥物的廣泛應(yīng)用,尤其是不合理應(yīng)用,使致病菌對抗生素的耐藥性急劇上升,多重耐藥菌株不斷增多,臨床治療難度增加。“尤其是有的細(xì)菌耐藥基因可通過質(zhì)粒等多種機(jī)制在細(xì)菌間進(jìn)行傳播,造成耐藥菌株在醫(yī)院內(nèi)感染散發(fā)或暴發(fā)流行,使耐藥菌株越來越難以控制,治療困難,死亡率高,這已經(jīng)成為了臨床治療的一大難題?!?同仁醫(yī)院醫(yī)師吳冬介紹說。
臨床醫(yī)生對抗生素的選擇使用變得非常困難,因此開展體外抗生素敏感試驗(yàn)非常必要。了解細(xì)菌耐藥譜,對抗菌藥物的臨床使用效果進(jìn)行預(yù)測,將對患者選擇個體化的治療方案提供必不可少的依據(jù)。
“通過耐藥性監(jiān)測,有可能使新的耐藥基因在廣泛傳播之前得到控制,防止耐藥菌株的暴發(fā)流行;了解細(xì)菌耐藥性機(jī)制和耐藥趨勢的動態(tài)變化,為制定抗感染措施提供理論依據(jù)。同時,對耐藥性監(jiān)測結(jié)果的分析,可指導(dǎo)臨床正確選擇抗菌藥物?!眳嵌f。
他們是如何做到的
快速檢測耐藥性,不僅能為臨床治療提供有效、及時的指導(dǎo),以及防止病原菌產(chǎn)生新的耐藥性,還為臨床爭取了時間。
為了解決目前微生物耐藥性檢測標(biāo)準(zhǔn)法(培養(yǎng)法)存在的需要菌分離、時間長等技術(shù)難題,危宏平團(tuán)隊(duì)提出了一種結(jié)合PCR及體外快速表達(dá)蛋白質(zhì)、通過蛋白質(zhì)功能變化測定耐藥性的新策略。這種方法實(shí)現(xiàn)了致病微生物及其耐藥性的聯(lián)合快速檢測,已經(jīng)成功用于多種目前很難測定的耐藥性的快速檢測。
他們是如何做到的呢?
危宏平告訴記者,首先,他們基于GPF策略設(shè)計了結(jié)核分枝桿菌吡嗪酰胺耐藥性檢測新方法。這種方法能夠在2小時內(nèi)檢測出痰液中的結(jié)核分枝桿菌,并在1天內(nèi)測定其吡嗪酰胺耐藥性。它采取的策略是不依賴測定具體的突變位點(diǎn),而是直接通過體外快速表達(dá)的吡嗪酰胺酶的功能變化來測定耐藥性,因而有效解決了結(jié)核分枝桿菌吡嗪酰胺耐藥性快速檢測這一挑戰(zhàn)性難題。
“這種方法的便利在于,檢測結(jié)果通過顏色變化就可以判讀,不需要復(fù)雜儀器,成本比較低,可以在基層醫(yī)院臨床實(shí)驗(yàn)室使用。”危宏平說。
從丙肝病毒到“超級耐藥菌”
在成功完成了該菌的快速檢測后,他們又開始在丙肝病毒上試驗(yàn)。
據(jù)介紹,臨床血清中丙肝病毒(HCV)由于其RNA復(fù)制酶不具有保真功能,通過基因突變規(guī)律來檢測耐藥性是非常困難的。而危宏平團(tuán)隊(duì)通過將其中HCV NS3基因從樣本中擴(kuò)增出來,并在體外快速轉(zhuǎn)錄成蛋白酶,實(shí)現(xiàn)了在10小時內(nèi)完成HCV對兩種美國FDA批準(zhǔn)的特拉普韋和博賽潑維藥物的耐藥性檢測,為HCV病毒耐藥性快速檢測提供了一種新的模式。
新德里金屬 -內(nèi)酰胺酶(NDM-1)耐藥基因是2009年從印度分離的一種新耐藥基因。由于帶有這種基因的菌對碳青霉烯類抗生素的廣泛耐藥性,因此被稱為“超級耐藥細(xì)菌”,被世界衛(wèi)生組織認(rèn)為是一種全球性的威脅。危宏平針對該基因進(jìn)一步采用GPF策略。
據(jù)介紹,截至目前,在NDM-1的傳播過程中,已有12種NDM突變體報道。但目前用于發(fā)現(xiàn)NDM功能突變體的主要方法是測序和重組表達(dá),時間長達(dá)幾周、成本高,且不利于及時監(jiān)測NDM-1的流行規(guī)律。而危宏平他們發(fā)明的快速檢測方法,只需要1小時就能檢測NDM-1基因,在1天內(nèi)就能測定其功能突變體。
“這些成功的試驗(yàn)驗(yàn)證了GPF策略具有很好的適用性?!蔽:昶秸f,“它克服了目前通過測定基因突變位點(diǎn)來測定耐藥性的局限性,為生長緩慢的細(xì)菌及為無基因突變熱點(diǎn)的耐藥性檢測提供了一條新的技術(shù)途徑,應(yīng)用前景十分廣闊?!彼麄兤诖M(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其成果的產(chǎn)業(yè)化,也希望這些科研成果能為克服目前嚴(yán)重的耐藥性危機(jī)提供助力。 (原載于《中國科學(xué)報》 2014-05-26 第6版 進(jìn)展)