Nowe badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazały, że szczepy Streptococcus grupy A są mniej wrażliwe na penicylinę i inne antybiotyki beta-laktamowe, co jest zarówno zaskakujące jak i niepokojące.
Badania, opublikowane w tym tygodniu w Journal of Clinical Microbiology, zidentyfikowały 137 szczepów Streptococcus pyogenes z mutacjami w białku wiążącym penicylinę, związanymi ze zmniejszoną wrażliwością na wiele beta-laktamów. Analiza wykazała ponadto, że mutacje te wydają się być szeroko rozpowszechnione geograficznie, oraz że szczepy niosące mutacje mają zdolność do rozprzestrzeniania się pomiędzy pacjentami.
Grupa A Streptococcus jest najbardziej znana ze swojej zdolności do wywoływania ostrego zapalenia gardła, znanego również jako angina, które dotyka około 600 milionów ludzi rocznie na całym świecie. Ale może on również powodować poważniejsze i bardziej śmiertelne infekcje, takie jak ostra gorączka reumatyczna (która może prowadzić do choroby reumatycznej serca), szkarlatyna, sepsa i martwicze zapalenie powięzi (choroba zżerająca ciało), i znajduje się w pierwszej dziesiątce przyczyn zgonów spowodowanych chorobami zakaźnymi.
Infekcje wywołane przez Streptococcus grupy A są zazwyczaj leczone antybiotykami beta-laktamowymi, tak jak to miało miejsce przez dziesięciolecia. Ale autorzy badania ostrzegają, że wyniki sugerują, że klinicyści mogą już nie być w stanie założyć, że beta-laktamy będą działać.
„To jest naprawdę ważne wezwanie do przebudzenia, że … impreza może się wkrótce skończyć,” powiedział pierwszy autor badania James Musser, MD, PhD, przewodniczący wydziału patologii i medycyny genomowej w Houston Methodist Hospital. „To może być kilka ważnych pierwszych kroków do rozwoju niektórych oporności wyższego poziomu.”
Uniwersalna wrażliwość już nie jest dana
Znaleziska są zaskakujące, powiedział Musser, ponieważ przez 70 lat mikrobiologów i klinicystów uczono, że Streptococcus grupy A jest uniwersalnie wrażliwy na antybiotyki beta-laktamowe. Ale w październiku 2019 r. ukazało się badanie identyfikujące dwa klonalnie spokrewnione i epidemiologicznie powiązane szczepy S pyogenes z mutacjami w genie pbp2x i zmniejszoną wrażliwością na ampicylinę, amoksycylinę i cefotaksym.
To badanie skłoniło Mussera i naukowców ze Szwecji, Norwegii, Finlandii, Islandii i Szkocji do przeanalizowania biblioteki 7 025 sekwencji genomu S pyogenes, aby sprawdzić, czy mogą znaleźć inne szczepy z podobnymi mutacjami. Skupili się na izolatach z typów sekwencji emm1, emm28 i emm89, które są najczęstszymi przyczynami anginy i poważnych inwazyjnych infekcji Streptoccus grupy A w Stanach Zjednoczonych i innych krajach.
„To źli aktorzy, liczbowo rzecz biorąc, w infekcjach u ludzi” – powiedział Musser.
Analiza wykazała 137 szczepów S pyogenes – około 2% analizowanych szczepów – z mutacjami w genie pbpx2, które zmieniają sekwencję aminokwasów w bakterii, powodując zastąpienie jednego aminokwasu innym. Mutacje te prawdopodobnie powstały w wyniku ekspozycji na antybiotyki beta-laktamowe.
„Chociaż 2% brzmi stosunkowo nisko, niespodzianką, szczerze mówiąc, jest to, że liczba mutacji była tak wysoka, i że były one geograficznie szeroko rozpowszechnione, nie tylko w Stanach Zjednoczonych, ale w Kanadzie, krajach skandynawskich i Szkocji” – powiedział Musser.
Gdy badacze przeprowadzili testy wrażliwości na środki przeciwdrobnoustrojowe na tych izolatach, testując je przeciwko penicylinie, ampicylinie i czterem innym antybiotykom beta-laktamowym, znaleźli zmniejszoną wrażliwość w porównaniu do szczepów typu dzikiego, którym brakuje mutacji pbp2x. Znaleźli również 16 przypadków, w których szczepy tego samego typu emm miały identyczną mutację. A analiza filogenetyczna tych szczepów ujawniła, że były one klonalnie spokrewnione – odkrycie, o którym Musser powiedział sugeruje, że mutacje nie zabraniają organizmowi rozprzestrzeniania się wśród ludzi i wywoływania inwazyjnych infekcji.
„Nie powodują one tego, co nazywamy szkodliwym efektem fitness, więc tak jak w przypadku normalnej paciorkowca grupy A, szczepy te mogą rozprzestrzeniać się całkiem dobrze od osoby do osoby”, wyjaśnił.
Ale bezpośredni kliniczny wpływ tych mutacji, w tym momencie, jest niejasny. Podczas gdy szczepy posiadające mutacje były mniej podatne na antybiotyki beta-laktamowe, nie były one oporne.
„Nie spełniają one laboratoryjnej definicji prawdziwej oporności na te środki,” powiedział Musser. Ponadto, dodał, on i jego koledzy nie wiedzą, jakiego rodzaju wpływ na pacjentów mają te szczepy pozbawione mutacji. Ale jest on zaniepokojony tym, co może się stać, jeśli niektóre z bardziej zakaźnych szczepów Streptococcus grupy A uzyskają mutacje oporności.
„Gdybyś miał wysoki poziom oporności w 'super-rozpowszechniaczu’, mielibyśmy ogromne problemy”, powiedział.
Powołanie do rutynowego nadzoru
Musser zauważył, że odkąd grupa dokonała tego odkrycia, jego laboratorium rozpoczęło rutynowy nadzór nad zmniejszoną wrażliwością na beta-laktamy u Streptococcus grupy A, czego większość klinicznych laboratoriów mikrobiologicznych nie robi z powodu dogmatu, że wrażliwość na beta-laktamy nie jest problemem tego organizmu. A jego współautorzy, z których wielu jest dyrektorami laboratoriów diagnostycznych, robią to samo.
„Musimy być znacznie bardziej czujni w tej dziedzinie”, powiedział, dodając, że nadzór powinien być prowadzony nie tylko na izolatach z ciężkich infekcji, ale także na izolatach z paciorkowca. „Wszystkie szczepy, na które patrzyliśmy w badaniu pochodziły z poważnych infekcji. Nie wiemy, jaki jest zakres problemu w bardziej powszechnych sytuacjach zapalenia gardła.”
Powiedział również, że ustalenia ostatecznie podkreślają potrzebę szczepionki przeciwko paciorkowcowi grupy A, coś, nad czym naukowcy pracują, z przerwami, od prawie 100 lat. Wysiłki te zostały utrudnione przez dużą różnorodność szczepów paciorkowca grupy A.
„Rozpaczliwie potrzebujemy skutecznej szczepionki przeciwko paciorkowcowi grupy A, ponieważ pod koniec dnia będzie to prawdziwe rozwiązanie”, powiedział. „To jedyne rozsądne, długoterminowe podejście do kontrolowania tego organizmu.”
Zobacz także:
Jan 29 J Clin Microbiol abstract