潜在的抗生素耐药基因可能对人类健康构成新的威胁

2024-04-23 11:07:43
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核心提示:细菌可以通过水平基因转移(HGT)在不同细胞之间传播ARGs,尤其是当ARGs位于可移动遗传元件(MGEs)上时,如转座子和共轭元件(如质粒)。

  抗生素耐药基因(ARGs)是细菌对抗生素产生抵抗的主要原因,也是全球公共卫生的重大威胁。细菌可以通过水平基因转移(HGT)在不同细胞之间传播ARGs,尤其是当ARGs位于可移动遗传元件(MGEs)上时,如转座子和共轭元件(如质粒)。因此,了解不同环境中ARGs的分布、多样性和可移动性对于评估抗生素选择压力的风险和制定有效的防控策略至关重要。

  然而,目前已知的ARGs只是冰山一角,大多数ARGs还未被充分鉴定和收录在现有的抗性基因数据库中。这些未知的ARGs被称为潜在的ARGs,它们通常在基于测序的研究中被忽略。因此,我们对抗性基因组(resistome)及其多样性的认识是不完整的,这限制了我们评估尚未发现的耐药性决定因子的促进和传播风险的能力。

  最近,瑞典的研究团队在《Microbiome》杂志上发表了一项开创性的研究《Latent antibiotic resistance genes are abundant, diverse, and mobile in human, animal, and environmental microbiomes》,揭示了人类、动物和环境微生物组中潜在的ARGs的丰度、多样性和可移动性。他们构建了一个包含已知和潜在的ARGs的参考数据库,并通过分析超过1万个宏基因组样本,发现潜在的ARGs在所有研究环境中都比已知的ARGs更丰富和更多样化,包括与人类和动物相关的微生物组。他们将每个环境中存在的所有ARGs称为泛抗性基因组(pan-resistome),发现它们主要由潜在的ARGs构成。相比之下,他们将每个环境中常见的ARGs称为核心抗性基因组(core-resistome),发现它们包含了潜在和已知的ARGs。

  该研究还鉴定了一些在不同环境中共享或存在于人类病原体中的潜在的ARGs,并通过分析这些基因所处的上下游,发现它们位于MGEs上,包括共轭元件。此外,该研究还发现,污水微生物组具有惊人地大的泛抗性基因组和核心抗性基因组,这使得它成为一个潜在的高风险环境,可能促进和传播潜在的ARGs。

  该研究的结果表明,潜在ARGs广泛存在于所有环境中,并构成了一个多样化的水库,新的耐药决定因素可以从这些水库招募病原体。一些潜在的ARG已经具有很高的移动的潜力,并存在于人类病原体中,这表明它们可能对人类健康构成新的威胁。我们的结论是,需要考虑完整的耐药组(包括潜在的和已建立的ARG)以正确评估与抗生素选择压力相关的风险。

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