МКР-1
| Вероятная фосфатидилэтаноламинтрансфераза Mcr-1 | |||
|---|---|---|---|
| Идентификаторы | |||
| Организм | |||
| Символ | mcr1 | ||
| ЮниПрот | А0А0Р6Л508 | ||
| |||
Ген мобилизованной устойчивости к колистину ( mcr ) придает плазмидно-опосредованную устойчивость к колистину , одному из ряда антибиотиков последней надежды для лечения грамотрицательных инфекций. mcr-1 , исходный вариант, способен к горизонтальному переносу между различными штаммами бактерий. После обнаружения в ноябре 2015 года в E. coli (штамм SHP45) от свиньи в Китае он был обнаружен у Escherichia coli , Salmonella enterica , Klebsiella pneumoniae , Enterobacter aerogenes и Enterobacter cloacae . По состоянию на 2017 год [update], он был обнаружен в более чем 30 странах на 5 континентах менее чем за год.
Описание
[ редактировать ]Ген «мобилизованной устойчивости к колистину» ( mcr-1 ) придает плазмидно-опосредованную устойчивость к колистину , полимиксину и одному из ряда антибиотиков последней инстанции для лечения инфекций. [ 1 ] [ 2 ] Ген обнаружен не менее чем у десяти видов Enterobacteriaceae : Escherichia coli , Salmonella , Klebsiella pneumoniae , Enterobacter aerogenes , Enterobacter cloacae , Cronobacter sakazakii , Shigella sonnei , видов Kluyvera , видов Citrobacter и Raoultella ornithinolytica . [ нужна ссылка ]
Механизмом устойчивости гена MCR является липид А-фосфоэтаноламинтрансфераза . Фермент переносит остаток фосфоэтаноламина на липид А, присутствующий в клеточной мембране грамотрицательных бактерий. Измененный липид А имеет гораздо меньшее сродство к колистину и родственным полимиксинам, что приводит к снижению активности противомикробного препарата. Этот тип сопротивления известен как целевая модификация. [ 3 ] Хотя тот же механизм ранее наблюдался с такими ферментами, как eptA , [ 4 ] mcr-1 — первый ген устойчивости к полимиксину, который, как известно, способен к горизонтальному переносу между различными штаммами бактерий. [ 1 ]
mcr-1 также обеспечивает устойчивость к противомикробным пептидам хозяина . Бактерии, несущие этот ген, лучше убивали зараженных гусениц. [ 5 ]
Открытие и географическое распространение
[ редактировать ]Ген был впервые обнаружен в E. coli (штамм SHP45) у свиньи в Китае в апреле 2011 года и опубликован в ноябре 2015 года. [ 6 ] [ 7 ] Он был идентифицирован независимыми исследователями в образцах людей из Малайзии, Китая, [ 1 ] Англия, [ 8 ] [ 9 ] Шотландия, [ 10 ] и США. [ 11 ]
В апреле 2016 года 49-летняя женщина обратилась за медицинской помощью в клинику Пенсильвании по поводу симптомов ИМП . ПЦР изолята E. coli, выделенного из ее мочи, выявила ген mcr-1 впервые в Соединенных Штатах . [ 12 ] и CDC направил предупреждение в медицинские учреждения. Сообщалось, что в последующие двенадцать месяцев еще у четырех человек были выявлены инфекции, вызванные бактериями, переносящими mcr-1. [ 13 ]
По состоянию на февраль 2017 г. [update] mcr-1 менее чем за год был обнаружен более чем в 30 странах на 5 континентах, [ 14 ] и, судя по всему, он распространяется в больницах Китая. [ 15 ] Распространенность . в пяти провинциях Китая в период с апреля 2011 г. по ноябрь 2014 г. составила 15% в образцах сырого мяса, 21% среди пищевых животных в течение 2011–2014 годов и 1% среди людей, госпитализированных с инфекцией [ 1 ]
Происхождение
[ редактировать ]Используя генетический анализ, исследователи полагают, что они показали, что происхождение гена произошло на китайской свиноферме, где колистин . регулярно использовался [ 16 ] [ 17 ]
Торможение
[ редактировать ]Учитывая важность mcr-1 в обеспечении устойчивости бактерий к полимиксину, MCR-1 (белок, кодируемый mcr-1 ) в настоящее время является мишенью ингибирования разработки новых антибиотиков. [ 18 ] Например, было показано, что этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА), металл-хелатирующий агент и распространенная пищевая добавка, ингибирует MCR-1, поскольку это цинк-зависимый фермент. [ 3 ] Было также показано, что аналоги субстратов, такие как этаноламин и глюкоза , ингибируют MCR-1. [ 19 ] Было показано, что использование комбинированного режима антибиотиков позволяет преодолеть резистентность, вызванную mcr-1 , а механизм действия может быть прямо или косвенно нацелен на белок MCR-1. [ 20 ]
Другие mcr гены
[ редактировать ]По состоянию на апрель 2021 г. [update] десять мобилизованных генов устойчивости к колистину, названных mcr-1 – mcr-10 было идентифицировано . Они гомологичны друг другу и действуют схожим образом. [ 21 ] Ген mcr-2 является редким вариантом mcr-1 и встречается только в Бельгии . Менее родственные mcr-3 , mcr-4 и mcr-5 были идентифицированы в E. coli и Salmonella . [ 22 ]
На филогенетическом дереве различные кластеры генов mcr разбросаны между неподвижными генами устойчивости одного и того же типа, что указывает на историю множественного переноса в плазмиды. [ 23 ] [ 24 ] [ 19 ] [ 25 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Лю YY, Ван Y, Уолш TR, Yi LX, Чжан Р, Спенсер J, Дой Y, Тянь G, Донг Б, Хуан X, Ю LF, Гу D, Рен Х, Чен X, Lv L, Хэ Д, Чжоу Х , Лян З., Лю Дж. Х., Шэнь Дж. (февраль 2016 г.). «Появление плазмидно-опосредованного механизма устойчивости к колистину MCR-1 у животных и людей в Китае: микробиологическое и молекулярно-биологическое исследование». «Ланцет». Инфекционные болезни . 16 (2): 161–8. дои : 10.1016/S1473-3099(15)00424-7 . ПМИД 26603172 .
- ^ Рирдон С. (21 декабря 2015 г.). «Распространение гена устойчивости к антибиотикам еще не означает бактериального апокалипсиса» . Природа . дои : 10.1038/nature.2015.19037 . S2CID 182042290 .
- ^ Jump up to: а б Хинчлифф П., Ян Кью, Портал Е, Янг Т, Ли Х, Тук С.Л., Карвальо М.Дж., Патерсон Н.Г., Брем Дж., Ниумсуп П.Р., Тансавай Ю., Лей Л., Ли М., Шен З., Ван Ю., Шофилд С.Дж., Малхолланд А.Дж. , Шен Дж., Фей Н., Уолш Т.Р., Спенсер Дж. (январь 2017 г.). «Понимание механистической основы плазмидно-опосредованной устойчивости к колистину на основе кристаллических структур каталитического домена MCR-1» . Научные отчеты . 7 : 39392. Бибкод : 2017NatSR...739392H . дои : 10.1038/srep39392 . ПМК 5216409 . ПМИД 28059088 .
- ^ Анандан А, Эванс Г.Л., Кондик-Юркич К., О'Мара МЛ, Джон СМ, Филлипс Нью-Джерси, Джарвис Г.А., Уиллс С.С., Стаббс К.А., Мораес И., Калер СМ, Врилинк А (февраль 2017 г.). «Структура липида А-фосфоэтаноламинтрансферазы предполагает, как конформационные изменения управляют связыванием субстрата» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 114 (9): 2218–2223. Бибкод : 2017PNAS..114.2218A . дои : 10.1073/pnas.1612927114 . ПМЦ 5338521 . ПМИД 28193899 .
- ^ Джангир П.К., Огунлана Л., Сили П., Чиккели М., Шоу Л.П., Стивенс Э.Дж., Ян Ю, Ян Кью, Ван Ю, Пал С, Уолш Т.Р., Маклин Ч.Р. (25 апреля 2023 г.). «Эволюция устойчивости к колистину увеличивает устойчивость бактерий к антимикробным пептидам хозяина и вирулентность» . электронная жизнь . 12 : е84395. doi : 10.7554/eLife.84395 . ПМЦ 10129329 . ПМИД 37094804 .
- ^ «Недавно обнаруженный ген mcr -1 угрожает антибиотикам последней инстанции» . Устойчивость к антибиотикам/противомикробным препаратам: решения AR в действии . Центры по контролю и профилактике заболеваний. 30 ноября 2016 г.
- ^ Гао Р, Ху Ю, Ли З, Сунь Дж, Ван Ц, Линь Дж, Е Х, Лю Ф, Сринивас С, Ли Д, Чжу Б, Лю Ю Х, Тянь ГБ, Фэн Ю (ноябрь 2016 г.). «Распространение и механизм устойчивости MCR-1 к колистину» . ПЛОС Патогены . 12 (11): e1005957. дои : 10.1371/journal.ppat.1005957 . ПМК 5125707 . ПМИД 27893854 .
- ^ Шнирринг Л. (18 декабря 2015 г.). «Большие результаты исследований MCR-1 приводят к призывам запретить использование колистина» . Новости CIDRAP . CIDRAP — Центр исследований и политики в области инфекционных заболеваний . Проверено 22 декабря 2015 г.
- ^ Маккенна М. (3 декабря 2015 г.). «Apocalypse Pig Redux: Сопротивление последней инстанции в Европе» . Феномены . Архивировано из оригинала 8 декабря 2015 года . Проверено 28 мая 2016 г.
- ^ «В Шотландии обнаружены устойчивые к антибиотикам бактерии» . Новости Би-би-си . 03.08.2016 . Проверено 29 марта 2017 г.
- ^ Военная программа исследования ВИЧ в США (MHRP). «Первое открытие в Соединенных Штатах устойчивости к колистину при инфекции E. coli у человека» . ScienceDaily . Проверено 27 мая 2016 г.
- ^ Ваппес Дж (26 мая 2016 г.). «В США впервые обнаружен высокоустойчивый «супербактерий» MCR-1» . Новости CIDRAP . CIDRAP — Центр исследований и политики в области инфекционных заболеваний . Проверено 9 августа 2016 г.
- ^ «Слежение за мкр -1» . Устойчивость к антибиотикам/противомикробным препаратам: самые большие угрозы . Центры по контролю и профилактике заболеваний. 24 февраля 2017 года. Архивировано из оригинала 17 января 2017 года . Проверено 10 января 2017 г.
- ^ Йи Л, Ван Дж, Гао Й, Лю Й, Дой Й, Ву Р, Цзэн Цз, Лян Цз, Лю Дж. Х. (февраль 2017 г.). «mcr-1-носитель Salmonella enterica, последовательность серовара Typhimurium, тип 34, у свиней, Китай» . Новые инфекционные заболевания . 23 (2): 291–295. дои : 10.3201/eid2302.161543 . ПМК 5324782 . ПМИД 28098547 .
- ^ Далл С. (27 января 2017 г.). «Исследования показывают распространение гена MCR-1 в Китае» . Новости CIDRAP . CIDRAP — Центр исследований и политики в области инфекционных заболеваний.
- ^ Нилд Д. «Опасный ген устойчивости к антибиотикам распространился по миру. Теперь мы знаем, где он начался» . НаукаАлерт . Проверено 2 апреля 2018 г.
- ^ Ван Р., ван Дорп Л., Шоу Л.П., Брэдли П., Ван Кью, Ван Икс, Цзинь Л., Чжан Кью, Лю Ю, Риэ А., Дораи-Шнайдерс Т., Вайнерт Л.А., Икбал З., Дидло Икс, Ван Х., Баллу Ф. (март 2018 г.). «Глобальное распространение и распространение мобилизованного гена устойчивости к колистину mcr-1» . Природные коммуникации . 9 (1): 1179. Бибкод : 2018NatCo...9.1179W . дои : 10.1038/s41467-018-03205-z . ПМК 5862964 . ПМИД 29563494 .
- ^ Сон С.Дж., Хуан Р., Сквайр С.Дж., Люнг И.К. (январь 2019 г.). «MCR-1: многообещающая мишень для структурной разработки ингибиторов для борьбы с устойчивостью к полимиксину» . Открытие наркотиков сегодня . 24 (1): 206–216. дои : 10.1016/j.drudis.2018.07.004 . hdl : 2292/44893 . ПМИД 30036574 .
- ^ Jump up to: а б Вэй П, Сун Г, Ши М, Чжоу Ю, Лю Ю, Лэй Дж, Чен П, Инь Л (февраль 2018 г.). «Взаимодействие аналога субстрата с MCR-1 дает представление о растущей угрозе плазмидно-опосредованной передаваемой устойчивости к колистину» . Журнал ФАСЭБ . 32 (2): 1085–1098. дои : 10.1096/fj.201700705R . ПМИД 29079699 .
- ^ Чжан Ц, Ван Р.В., Ван М.Дж., Лю С.Дж., Могадам, Ван Х.Б., Хо П.Л., Ли ХИ, Сунь Х.З. (март 2022 г.). «Ресенсибилизация мкр, несущих бактерии с множественной лекарственной устойчивостью, к колистину серебром» . Proc Natl Acad Sci США . 119 (11): e2119417119. Бибкод : 2022PNAS..11919417Z . дои : 10.1073/pnas.2119417119 . ПМЦ 8931383 . ПМИД 35263219 .
- ^ Хусейн Н.Х., Аль-Кадми И.М., Таха Б.М. и др. (апрель 2021 г.). «Мобилизованные гены устойчивости к колистину (mcr) от 1 до 10: всесторонний обзор». Мол Биол Представитель . 48 (3): 2897–2907. дои : 10.1007/s11033-021-06307-y . ПМИД 33839987 . S2CID 233214659 .
- ^ Сунь Дж, Чжан Х, Лю Ю, Фэн Ю (сентябрь 2018 г.). «На пути к пониманию MCR-подобной устойчивости к колистину». Тенденции в микробиологии . 26 (9): 794–808. дои : 10.1016/j.tim.2018.02.006 . ПМИД 29525421 . S2CID 3865269 .
- ^ Кэрролл Л.М., Габалла А., Гульдиманн С., Салливан Дж., Хендерсон Л.О., Видманн М. (май 2019 г.). «Идентификация нового мобилизованного гена устойчивости к колистину mcr-9 в изоляте серотипа Typhimurium Salmonella enterica с множественной лекарственной устойчивостью и чувствительностью к колистину» . мБио . 10 (3): e00853–19. дои : 10.1128/mBio.00853-19 . ПМК 6509194 . ПМИД 31064835 .
- ^ Сюй Ю, Вэй В, Лэй С, Линь Дж, Сринивас С, Фэн Ю (апрель 2018 г.). «Эволюционно консервативный механизм внутренней и передаваемой устойчивости к полимиксину» . мБио . 9 (2). дои : 10.1128/mBio.02317-17 . ПМЦ 5893884 . ПМИД 29636432 .
- ^ Куадрат Р.Р., Сорокина М., Андраде Б.Г., Горис Т., Давила А.М. (01.05.2020). «Обнаружен резистом глобального океана: изучение распространенности и распределения генов устойчивости к антибиотикам в образцах океанов TARA» . ГигаСайенс . 9 (5). doi : 10.1093/gigascience/giaa046 . ISSN 2047-217X . ПМЦ 7213576 . ПМИД 32391909 .