导致医院感染的细菌对抗生素的抵抗力越来越强，一组称为肠杆菌的细菌能够抵御一种称为碳青霉烯类的抗生素是一个特殊的问题。它们会导致难以治疗的、通常是致命的感染，并且可以在医院环境中的患者之间传播，从而造成难以控制的爆发。
由麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所细菌基因组学小组 (BGG) 的研究所科学家和高级小组负责人 Ashlee Earl 领导的小组，包括 BGG 附属科学家 Rauf Salamzade、Abby Manson、Bruce Walker 和 Colin Worby，与麻省总医院和哈佛医学院的 Broad 副教授兼助理教授 Roby Bhattacharyya 一起，调查了耐碳青霉烯类肠杆菌 (CRE) 在四家医院的传播情况。他们开发了一种新的计算方法，用于分析从患者身上分离出的 CRE 基因组。使用这种方法，科学家们能够跟踪关键基因在不同 CRE 物种中随时间和空间的运动，揭示患者感染之间的联系比基于标准方法的预期要多得多。基因组医学。
“这种新方法改变了局面，”厄尔说。“虽然我们希望找到基因共享的例子，但 Rauf 方法的结果开始表明，存在一条名副其实的州际公路，让抗生素抗性基因在医院环境中的细菌之间移动并持续很长时间。”
发现传播
从 2012 年到 2016 年，该团队与位于马萨诸塞州波士顿的贝斯以色列女执事医疗中心、布莱根妇女医院和马萨诸塞州总医院以及加利福尼亚州奥兰治的加州大学欧文医疗中心这四家医院的临床微生物学负责人合作，从患者样本中收集所有 CRE 分离物，以及自 2008 年以来从这些医院的患者中保存的各种 CRE。使用先前建立的方法，该团队分析了这些生物体的染色体，以了解它们与人类的密切关系对医院内的人。他们确定了医院内患者样本之间的少量非常密切的联系，这表明医院内患者之间的生物体移动是有限且短暂的。
这些细菌通常通过从其他细菌中获取能够产生碳青霉烯类耐药性的基因来对碳青霉烯类产生耐药性。这些基因编码一种称为碳青霉烯酶的酶，可降解抗生素，通常位于基因组的一个片段上，称为质粒，它比染色体小，可以通过称为水平转移的过程在细菌之间转移。碳青霉烯酶基因的序列在来自世界各地的 CRE 中高度一致，这使得科学家无法自信地追踪该基因从一个细菌细胞到下一个细菌细胞的运动。
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