DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1496716
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40061860
تاريخ النشر: 2025-02-21
المؤلف: Shaqiu Zhang وآخرون
الموضوع الرئيسي: مقاومة المضادات الحيوية في البكتيريا
نظرة عامة
تقدم هذه القسم نظرة شاملة على التهديد العالمي الذي تشكله بكتيريا Enterobacteriaceae المنتجة للبيتا لاكتاماز واسعة الطيف (ESBL-PE) ودور مجموعات عدم توافق البلازميد في انتشار جينات مقاومة المضادات الحيوية (ARGs). تم تحديد مجموعات البلازميد الرئيسية، بما في ذلك IncF وIncI1 وIncY وIncN، كحاملات لجينات المقاومة مثل bla CTX-M وbla TEM وbla SHV، مع كون bla CTX-M-15 هو الأكثر انتشارًا عبر خزانات مختلفة، بما في ذلك البشر والحيوانات والبيئة. تؤكد المراجعة على التحديات الكبيرة التي تطرحها عملية نقل الجينات الأفقية (HGT) التي تسهلها العناصر الجينية المتنقلة (MGEs) والبلازميدات، مما يعقد الجهود للسيطرة على انتشار ESBL-PE.
في الختام، تؤكد المراجعة على الحاجة الملحة لمراقبة اتجاهات مقاومة المضادات الحيوية وتنفيذ استراتيجيات تدخل فعالة. تشمل التوصيات إنشاء برامج إدارة المضادات الحيوية، والالتزام بإرشادات منظمة الصحة العالمية للسيطرة على العدوى، وتعزيز التدريب لمقدمي الرعاية الصحية. بالإضافة إلى ذلك، تسلط الضوء على أهمية استكشاف بيئات متنوعة لانتشار ESBL-PE وتقترح استراتيجيات مستقبلية مثل الإغفال التنافسي مع البروبيوتيك، وتطوير أدوية جديدة، والتطعيم للتخفيف من التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية. تدعو النتائج صانعي السياسات إلى إعطاء الأولوية لقضية ESBL-PE والتصرف بسرعة لمعالجة القيود في خيارات المضادات الحيوية المتاحة.
مقدمة
تناقش المقدمة الظهور والانتشار العالمي لبكتيريا Enterobacteriaceae المنتجة للبيتا لاكتاماز واسعة الطيف (ESBL-PE)، التي تم التعرف عليها لأول مرة في ألمانيا في عام 1983. لقد زادت انتشار ESBL-PE بشكل ملحوظ على مدار العقدين الماضيين، مع مخاوف كبيرة على مستوى المجتمع في دول مختلفة، بما في ذلك اليابان والصين وفرنسا. تشير الأبحاث إلى وجود علاقة بين استخدام المضادات الحيوية في المستشفيات وانتشار جينات المقاومة المحددة، مثل bla CTX-M-9 وbla CTX-M-3. أفراد عائلة المرضى في وحدات إعادة التأهيل معرضون لخطر أكبر في اكتساب ESBL-PE مقارنة بمقدمي الرعاية الصحية، مما يبرز الحاجة إلى برامج إدارة المضادات الحيوية واستراتيجيات فعالة لإدارة العدوى.
تسلط هذه القسم الضوء على دور عوامل الخطر المختلفة المرتبطة بعدوى المسالك البولية (UTIs) وعدوى مجرى الدم، خاصة في المرضى الأكبر سنًا. من الجدير بالذكر أن جين bla TEM-1 شائع في عدوى مجرى الدم، بينما ترتبط جينات bla CTX-M بشكل متكرر بالعناصر القابلة للنقل مثل ISEcp1، مما يسهل انتشار مقاومة المضادات الحيوية. تؤكد المقدمة على تعقيد انتقال ESBL-PE عبر البشر والحيوانات والبيئة، داعية إلى اتباع نهج “الصحة الواحدة” لمراقبة والسيطرة على مقاومة المضادات الحيوية. كما تشير إلى العوامل الديموغرافية التي تؤثر على المخاطر، مثل العمر والجنس والإقامة الحضرية، بالإضافة إلى أهمية فهم البيئات الجينية لجينات المقاومة لإبلاغ استراتيجيات العلاج.
نقاش
يسلط النقاش الضوء على الزيادة المتزايدة في انتشار البيتا لاكتاماز واسعة الطيف (ESBLs) المعتمدة على البلازميد في بيئات غير سريرية مختلفة، وخاصة في مزارع الحيوانات، ونفايات الطعام (FWs)، والسياقات البيئية الأوسع. تم توثيق وجود Enterobacteriaceae المنتجة لـ ESBL (ESBL-PE) عبر عدة دول، مع نتائج مهمة من الماشية في مناطق مثل المملكة المتحدة وألمانيا والصين. تشير الأبحاث إلى أن ممارسات الأمن الحيوي الضعيفة في البلدان ذات الدخل المنخفض والمتوسط تفاقم انتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB)، خاصة في مزارع الدواجن والأبقار والخنازير. تؤكد الدراسة على دور البلازميدات، مثل IncF وIncI1، في تحريك وتعبير جينات ESBL، التي غالبًا ما تكون موجودة مع جينات مقاومة المضادات الحيوية الأخرى (ARGs).
علاوة على ذلك، فإن انتقال جينات ESBL عبر سلسلة الغذاء يثير القلق، مع تقارير عن وجود ESBL-PE في أنواع مختلفة من اللحوم المباعة، بما في ذلك الدواجن ولحم الخنزير. من الجدير بالذكر أن المنتجات الحيوانية المستوردة تم تحديدها كناقلات لانتشار ESBLs، مع اكتشاف جينات محددة مثل bla CTX-M وbla TEM في اللحوم الملوثة من دول متعددة. تؤكد الأبحاث على أهمية مراقبة ESBL-PE في أنظمة إنتاج الغذاء والمخاطر الصحية المحتملة التي تشكلها مصادر الغذاء الملوثة. بالإضافة إلى ذلك، يشير النقاش إلى التأثير البيئي لمياه الصرف الصحي والممارسات الزراعية، حيث تسهم النفايات غير المعالجة في انتشار ARGs، مما يستدعي تحسين استراتيجيات إدارة مياه الصرف الصحي للتخفيف من انتشار مسببات الأمراض المقاومة لمتعددة الأدوية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1496716
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40061860
Publication Date: 2025-02-21
Author(s): Shaqiu Zhang et al.
Primary Topic: Antibiotic Resistance in Bacteria
Overview
The section provides a comprehensive overview of the global threat posed by extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) and the role of plasmid incompatibility groups in the dissemination of antibiotic resistance genes (ARGs). Key plasmid groups, including IncF, IncI1, IncY, and IncN, are identified as carriers of resistance genes such as bla CTX-M, bla TEM, and bla SHV, with bla CTX-M-15 being the most prevalent variant across various reservoirs, including humans, animals, and the environment. The review emphasizes the significant challenges posed by horizontal gene transfer (HGT) facilitated by mobile genetic elements (MGEs) and plasmids, which complicate efforts to control the spread of ESBL-PE.
In conclusion, the review underscores the urgent need for monitoring antimicrobial resistance trends and implementing effective intervention strategies. Recommendations include the establishment of antibiotic stewardship programs, adherence to WHO infection control guidelines, and enhanced training for healthcare providers. Additionally, it highlights the importance of exploring diverse environments for the prevalence of ESBL-PE and suggests future strategies such as competitive omission with probiotics, new drug development, and vaccination to mitigate the rising threat of antibiotic resistance. The findings call for policymakers to prioritize the issue of ESBL-PE and to act promptly to address the limitations in available antibiotic options.
Introduction
The introduction discusses the global emergence and spread of extended-spectrum beta-lactamase-producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE), first identified in Germany in 1983. The prevalence of ESBL-PE has notably increased over the past two decades, with significant community-level concerns in various countries, including Japan, China, and France. Research indicates a correlation between hospital antibiotic usage and the prevalence of specific resistance genes, such as bla CTX-M-9 and bla CTX-M-3. Family members of patients in rehabilitation units are at a higher risk of acquiring ESBL-PE compared to healthcare workers, underscoring the need for antibiotic stewardship programs and effective infection management strategies.
The section highlights the role of various risk factors associated with urinary tract infections (UTIs) and bloodstream infections, particularly in older patients. Notably, the bla TEM-1 gene is prevalent in bloodstream infections, while the bla CTX-M genes are frequently associated with transposable elements like ISEcp1, facilitating the spread of antibiotic resistance. The introduction emphasizes the complexity of ESBL-PE transmission across humans, animals, and the environment, advocating for “One Health” approaches to monitor and control antibiotic resistance. It also notes demographic factors influencing risk, such as age, gender, and urban residency, as well as the importance of understanding genetic environments of resistance genes to inform treatment strategies.
Discussion
The discussion highlights the growing prevalence of plasmid-mediated extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs) in various non-clinical environments, particularly in animal farms, food waste (FWs), and broader environmental contexts. The presence of ESBL-producing Enterobacteriaceae (ESBL-PE) has been documented across multiple countries, with significant findings from livestock in regions such as the UK, Germany, and China. The research indicates that poor biosecurity practices in low- and middle-income countries exacerbate the spread of antibiotic-resistant bacteria (ARB), particularly in poultry, cattle, and pig farms. The study emphasizes the role of plasmids, such as IncF and IncI1, in the mobilization and expression of ESBL genes, which are often co-located with other antibiotic resistance genes (ARGs).
Furthermore, the transmission of ESBL genes through the food chain is concerning, with reports of ESBL-PE found in various retail meats, including poultry and pork. Notably, imported animal products have been identified as vectors for the spread of ESBLs, with specific genes like bla CTX-M and bla TEM detected in contaminated meat from multiple countries. The research underscores the importance of monitoring ESBL-PE in food production systems and the potential health risks posed by contaminated food sources. Additionally, the discussion points to the environmental impact of wastewater and agricultural practices, where untreated effluents contribute to the dissemination of ARGs, necessitating improved wastewater management strategies to mitigate the spread of multidrug-resistant pathogens.