Обманутый тест: Устойчивые к антибиотикам бактерии, которые выглядят чувствительными

Диагностический тест, используемый в больницах, показывает, что недавно выделенный штамм бактерий Enterobacter cloacae чувствителен к антибиотику последней линии — колистину. Однако на самом деле этот штамм игнорирует лечение колистином, вызывая летальные инфекции у животных.

Благодаря гетерорезистентности генетически идентичная субпопуляция устойчивых к антибиотику бактерий может скрываться внутри популяции чувствительных бактерий. Это явление может быть причиной необъяснимых неудач лечения в клинике и подчеркивает необходимость более чувствительных диагностических тестов.

В журнале Nature Microbiology ученые под руководством Дэвида Вайсса, PhD, описывают штаммы E. cloacae, гетерорезистентные к колистину. Эти бактерии вызывают растущее число инфекций в больницах по всему миру.

«Гетерорезистентность наблюдалась и ранее, и её клиническая значимость обсуждалась. Мы смогли показать, что она имеет значение в животной модели инфекции и, вероятно, способствует неудачам антибиотикотерапии у людей», — говорит Вайсс.

Колистин-гетерорезистентные бактерии были выделены из образцов крови или мочи пациентов больниц Атланты.

• Штамм R/S (устойчивость/чувствительность): устойчивая субпопуляция составляла около 5% от общего числа и могла быть обнаружена стандартным клиническим тестом на устойчивость (Etest). Штамм также был устойчив к нескольким другим антибиотикам.
• Штамм R/S-lo: устойчивая субпопуляция составляла лишь ~1 из 10 000 бактерий, что нельзя было обнаружить с помощью Etest. Несмотря на крошечную начальную долю, R/S-lo способен противостоять лечению колистином и вызывать летальную инфекцию у мышей.

«Мы работаем над более чувствительными диагностическими методами, которые потребуются, чтобы выявлять такие штаммы в клинике», — отмечает Вайсс.

Устойчивая и чувствительная субпопуляции штамма R/S генетически идентичны, но имеют разную картину активности генов. Исследователи показали, что бактериальный ген PhoQ критически важен для устойчивости к колистину.

«Это позволяет предположить, что ингибитор PhoQ мог бы сделать некоторые бактерии вновь чувствительными к колистину или, возможно, к менее токсичному его аналогу», — говорит Вайсс.

Эксперименты на мышах показывают, что иммунная система инфицированного хозяина стимулирует программу устойчивости к колистину у бактерий R/S. Устойчивая субпопуляция продолжает расти во время лечения колистином, что отличает гетерорезистентность от родственного явления персистенции, при котором некоторые бактерии избегают токсичности антибиотика, переходя в спящее состояние.