New Delhi metallo-beta-laktamas 1- New Delhi metallo-beta-lactamase 1

Klebsiella pneumoniae , bakterien där NDM-1 först identifierades.
Metallo-beta-laktamas typ 2
Identifierare
Organism Klebsiella pneumoniae
Symbol blaNDM-1
UniProt C7C422

NDM-1 är ett enzym som gör bakterier resistenta mot ett brett spektrum av beta-laktamantibiotika . Dessa inkluderar antibiotika från karbapenemfamiljen , som är en grundpelare för behandling av antibiotikaresistenta bakterieinfektioner. Genen för NDM-1 är en medlem av en stor genfamilj som kodar beta-laktamas- enzymer kallas karbapenemaser . Bakterier som producerar karbapenemaser kallas ofta i nyhetsmedierna som " superbugs " eftersom infektioner orsakade av dem är svåra att behandla. Sådana bakterier är vanligtvis bara känsliga för polymyxiner och tigecyklin .

NDM-1 upptäcktes först i ett Klebsiella pneumoniae- isolat från en svensk patient med indiskt ursprung 2008. Det upptäcktes senare i bakterier i Indien, Pakistan , Storbritannien, USA, Kanada, Japan och Egypten.

De vanligaste bakterierna som gör detta enzym är gramnegativa som Escherichia coli och Klebsiella pneumoniae , men genen för NDM-1 kan spridas från en bakteriestam till en annan genom horisontell genöverföring .

Enzymfunktion

Strukturen av karbapenem -ryggraden.

Karbapenem är en klass av beta-laktamantibiotika som kan döda de flesta bakterier genom att hämma syntesen av ett av deras cellväggskikt . Karbapenemerna utvecklades för att övervinna antibiotikaresistens medierad av bakteriella beta-laktamaseenzymer . Emellertid den bla- NDM-1 producerar genen NDM-1, som är en karbapenemasproducerande beta-laktamas - ett enzym som hydrolyserar och inaktiverar dessa karbapenem-antibiotika.

Karbapenemaser är särskilt farliga resistensmekanismer, eftersom de kan inaktivera ett stort antal olika antibiotika. NDM-1-enzymet är ett av klass B metallo-beta-laktamas; andra typer av karbapenemas är beta-laktamaser av klass A eller klass D. (Klassen A Klebsiella pneumoniae carbapenemase ( KPC ) är för närvarande den vanligaste karbapenemasen, som först upptäcktes i North Carolina , USA, 1996 och har sedan spridit sig över hela världen. En senare publikation indikerade att Enterobacteriaceae som producerar KPC blev vanliga i Förenta staterna.)

Motståndet från denna gen ( bla NDM-1 ) hjälper därför till expansion av bakterier som bär den genom en mänsklig värd, eftersom de kommer att möta mindre motstånd/konkurrens från populationer av antibiotikakänsliga bakterier, som kommer att minska av ursprunglig antibakteriell behandling.

Två zinkjoner finns i det aktiva bindningsstället

NDM-1 fungerar genom två zinkjoner i det aktiva stället som orsakar hydrolys av beta-laktamer, vilket gör dem ineffektiva.

Ursprung och spridning

NDM-1-enzymet fick sitt namn efter New Delhi , Indiens huvudstad, som det först beskrevs av Yong et al. i december 2009 hos en svensk medborgare som insjuknade i en antibiotikaresistent bakterieinfektion som han förvärvade i Indien. Infektionen identifierades som en karbapenemresistent Klebsiella pneumoniae- stam som bär den nya genen bla NDM-1 . Författarna drog slutsatsen att den nya motståndsmekanismen "tydligt uppstod i Indien, men det finns få data från Indien som tyder på hur utbredd den är". Dess exakta geografiska ursprung har dock inte slutgiltigt verifierats. I mars 2010 fann en studie på ett sjukhus i Mumbai att de flesta karbapenemresistenta bakterier isolerade från patienter bar bla NDM-1- genen. Senare bad journalredaktören om ursäkt för att han tillät namnet.

NDM-1 β-laktamas hittades också i ett K. pneumoniae- isolat från Kroatien , och patienten kom från Bosnien och Hercegovina . Det andra geografiska ursprunget anses vara östra Balkan .

I maj 2010 rapporterades ett fall av infektion med E. coli som uttrycker NDM-1 i Coventry i Storbritannien. Patienten var en man med indiskt ursprung som hade besökt Indien 18 månader tidigare, där han hade genomgått dialys . I initiala analyser var bakterien helt resistent mot alla testade antibiotika, medan senare test visade att den var mottaglig för tigecyklin och kolistin . Författarna varnade för att internationella resor och patienters användning av flera länders sjukvårdssystem kan leda till "snabb spridning av NDM-1 med potentiellt allvarliga konsekvenser".

I juni 2010 rapporterades tre fall av Enterobacteriaceae -isolat med denna nyligen beskrivna resistensmekanism i USA, Centers for Disease Control and Prevention (CDC) uppgav att "Alla tre amerikanska isolat var från patienter som nyligen fått medicinsk vård i Indien . " Emellertid uppgav amerikanska experter att det är oklart om denna stam är farligare än befintliga antibiotikaresistenta bakterier som meticillinresistenta Staphylococcus aureus , som redan är vanliga i USA.

Struktur av kolistin , ett av få antibiotika som kan döda NDM-1-producerande bakterier.

I juli 2010 rapporterade ett team i New Delhi ett kluster av tre fall av Acinetobacter baumannii med bla NDM-1 som hittades på intensivvårdsavdelningen på ett sjukhus i Chennai , Indien, i april 2010. Som tidigare var bakterierna fullt ut resistent mot alla aminoglykosider, β-laktam och kinolonantibiotika, men var mottagliga för tigecyklin och kolistin. Detta särskilt breda spektrum av antibiotikaresistens ökades genom att stammen uttryckte flera olika resistensgener utöver bla NDM-1 .

En studie av ett multinationellt team publicerades i augusti 2010-numret av tidskriften The Lancet Infectious Diseases . Detta undersökte uppkomsten och spridningen av bakterier som bär bla NDM-1- genen. Detta rapporterade om 37 fall i Storbritannien, 44 isolat med NDM-1 i Chennai , 26 i Haryana och 73 på olika andra platser i Pakistan och Indien. Författarnas analys av stammarna visade att många bar bla NDM-1 på plasmider , vilket gör att genen lätt kan överföras mellan olika bakteriestammar genom horisontell genöverföring . Alla isolaten var resistenta mot flera olika klasser av antibiotika, inklusive beta-laktamantibiotika , fluorokinoloner och aminoglykosider , men de flesta var fortfarande mottagliga för polymyxin- antibiotikumet kolistin .

Den 21 augusti 2010 hade Ontario , Kanada, sitt första bekräftade fall av "superbug" i Brampton. Det fanns andra bekräftade fall i British Columbia och Alberta . Dessa bekräftade NDM-1-infekterade fall har inget samband med New Delhi, Indien. Patienterna eller deras anhöriga reste aldrig till Indien under det senaste decenniet.

Den 6 september 2010 upptäckte Japan sitt första fall av NDM-1-enzymet någonsin. I maj 2009 drabbades en japansk man i 50 -årsåldern som nyligen hade återvänt från semestern i Indien med feber och inlagd på sjukhus, som senare återhämtade sig helt. Sjukhusets tjänstemän bekräftade att tester som utfördes efter patientens återhämtning var positiva för NDM-1-enzymet.

En miljöprövningsstudie som genomfördes mellan 26 september och 10 oktober 2010 hittade bakterier med NDM-1-genen i dricksvatten och läckprover i New Delhi. 50 kranvattenprover och 171 urvattningsprover samlades in från platser inom 12 km från centrala New Delhi. Av dessa prover befanns 20 stammar av bakterier innehålla NDM-1-gen i 51 av 171 läckprover och 2 av 50 kranvattenprover.

Den 8 maj 2012 hittades förekomsten av NDM hos en patient som dog på Royal Alexandra Hospital i Edmonton, Alberta. Patienten befanns också bära en Acinetobacter -stam. Patienten drabbades av bakterierna efter att en annan patient, som opererades på den indiska subkontinenten, reste till Kanada och blev inlagd på sjukhus med en infektion.

Science Daily rapporterade den 16 december 2013 att ett team av forskare från Rice , Nankai och Tianjin universitet hittade NDM-1 i två avloppsreningsverk i norra Kina. Faktum är att NDM-1 inte kunde tas bort efter flera behandlingar och försök att desinficera växterna. Desinfektion med klor, en av de mest effektiva metoderna för närvarande, misslyckades också med att utrota beta-laktamas.

I juni 2014 rapporterades att molekylen aspergillomarasmine A från Aspergillus- svampen stänger av resistensmekanismen för NDM-1 och därmed gör bakterier återigen känsliga för traditionella antibiotika. Det har visat sig vara effektivt hos möss och råttor men har ännu inte testats på människor för säkerhet eller effektivitet.

I september 2016 dog en 70-årig kvinna i Reno, Nevada, av septisk chock efter infektion med NDM-producerande Klebsiella pneumoniae . Hon hade varit på en längre resa till Indien och blev inlagd på ett sjukhus där för en infekterad höger höft.

Fenotypisk detektion av NDM-1

Detektion av NDM-1-gen beror på den fenotypiska bestämningen av enzymaktiviteten. Dessa enzymer är zinkberoende och kallas därför metallo-beta-laktamas . Indiska studier har gjorts som visar deras beroende av zink och förmågan hos zinkelaterande medel som EDTA att minska deras aktivitet. Det modifierade Hodge-testet och det re-modifierade Hodge-testet utvecklades för fenotypisk detektering på rutinmässig basis i resursbegränsade laboratorier. Andra tester för fenotypisk detektion är:

  • Dubbla disk -synergitestning (DDST)
  • Vitek -detektering (automatiserat system)
  • E-test (E-Strip)

Kritik av enzymnamn

Det indiska hälsoministeriet har bestritt slutsatsen från Lancet -studien i augusti 2010 att genen har sitt ursprung i Indien och beskriver denna slutsats som "orättvis" och säger att indiska sjukhus är helt säkra för behandling. Indiska politiker har beskrivit att länka denna nya läkemedelsresistensgen till Indien som "skadlig propaganda" och skyllde multinationella företag på vad de beskriver som selektiv malignitet. En partipolitiker från Bharatiya Janata har istället hävdat att tidningsartikeln är falsk och representerade ett försök att skrämma bort medicinska turister från Indien. Det indiska hälsoministeriet släppte ett uttalande "starkt motbevisande" med namnet på enzymet "New Delhi". En medförfattare till Lancet- studien 2010, som är baserad vid University of Madras , har uttalat att han inte håller med om den del av artikeln som råder människor att undvika valfria operationer i Indien.

Däremot skyllde en ledare i mars 2010 -numret av Journal of Association of Physicians of India på att den här genen uppstod på det utbredda missbruk av antibiotika i det indiska sjukvårdssystemet, där det stod att indiska läkare "ännu inte har tagit frågan om antibiotika motstånd på allvar "och noterar liten kontroll över förskrivning av antibiotika av läkare och även apotekare. The Times of India säger att det råder allmän enighet bland experter om att Indien behöver både en förbättrad policy för att kontrollera användningen av antibiotika och ett centralt register över antibiotikaresistenta infektioner.

Den brittiska tidskriften The Lancet vägrade att publicera en motbevisning från Indian National Center for Disease Control, som hävdade brist på plats och att tidskriftens redaktörer ansåg att den skulle vara bättre placerad någon annanstans. Den 12  januari 2011 bad redaktören för The Lancet , Richard Horton , om ursäkt och erkände att namnet på resistensenzymet efter New Delhi var ett "fel". Efter detta krävde Ajai R. Singh, redaktör för Mens Sana Monographs , att sådana "geografiska namn som gav" överges och ersättas med "vetenskaplig namngivning". Han föreslog att man skulle ändra NDM-1 till PCM ( plasmid- kodande karbapenemresistent metallo-beta-laktamas).

Dödsfall

Den första rapporterade dödsfallet på grund av bakterier som uttrycker NDM-1-enzymet registrerades i augusti 2010, då en belgisk man smittades under behandling på ett sjukhus i Pakistan dog trots att han fick kolistin . En läkare som var inblandad i hans behandling sa: "Han var inblandad i en bilolycka under en resa till Pakistan. Han blev inlagd på sjukhus med en större skada i benet och därefter repatrierad till Belgien, men han var redan smittad". I ett annat fall, en indisk medborgare, dog på ett sjukhus på grund av liknande infektion.

Se även

Referenser

externa länkar