تأثير استخدام المضادات الحيوية على بكتيريا الأمعاء

أفاد باحثون بأن استخدام السيبروفلوكساسين يؤدي إلى مقاومة المضادات الحيوية المستمرة في بكتيريا الأمعاء البشرية، حيث تنشأ المقاومة بشكل مستقل عبر أنواع مختلفة وتستمر لأكثر من 10 أسابيع.

مقاومة مضادات الميكروبات

تُعدّ مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) مشكلة صحية عالمية تُسبب ملايين الوفيات سنويًا، ويعود ذلك بشكل كبير إلى الاستخدام المفرط وغير المناسب للمضادات الحيوية.

وقد اعتمدت الجهود السابقة لدراسة مقاومة مضادات الميكروبات بشكل كبير على التجارب المخبرية والنماذج الحيوانية، والتي لم تُجسّد كامل تعقيد البيئات الميكروبية البشرية.

في الدراسة التي حملت عنوان "الاستخدام القصير للمضادات الحيوية يدفع بكتيريا الأمعاء البشرية نحو مقاومة منخفضة التكلفة"، والتي نُشرت في مجلة Nature، أجرى الباحثون دراسة ميتاجينومية طولية لشرح كيفية تطور المقاومة في الجسم الحي.

60 بالغًا يتمتعون بصحة جيدة سيبروفلوكساسين، بجرعة 500 مللجم مرتين يوميًا، لمدة 5 أيام.

على مدار 20 أسبوعًا، جمع المشاركون 16 عينة براز، ما أسفر عن 960 عينة للتحليل.

أُجري تسلسل ميتاجينومي عشوائي على جميع العينات، مما أسفر عن متوسط ​​18.8 مليون قراءة لكل عينة.

طُوّرت أداة حسابية تُسمى بولي بانر لتحديد المواقع متعددة الأشكال الحقيقية على مر الزمن.

أعاد الباحثون بناء 5665 جينومًا تُمثل مجموعات بكتيرية متعايشة، وحددوا 2.3 مليون متغير وراثي.

من بين هذه المجموعات، أظهرت 513 مجموعةً اكتساحًا انتقائيًا، وهو دليل واضح على التطور التكيفي. وُجد تركيزٌ عالٍ من الطفرات في جين gyrA، وهو جين مرتبط بمقاومة الفلوروكينولون.

من بين 513 مجموعة سكانية متطورة، حدثت تغيرات جينية جذرية بشكل متكرر في جين gyrA، وهو جين أساسي لمقاومة الفلوروكينولون.

أظهرت 63 مجموعة سكانية، من أصل 34 مشاركًا، طفرات في جين gyrA، والتي عادةً ما نشأت بشكل مستقل داخل الأفراد.

اكتسب ما يقرب من 10% من المجموعات البكتيرية التي كانت عرضة للإصابة في البداية مقاومة من خلال هذه الطفرات.

بمجرد تثبيتها، استمرت عمليات مسح gyrA لأكثر من 10 أسابيع، وكان من المتوقع أن تظل قابلة للاكتشاف لمدة تصل إلى عام.

حدثت طفرات إضافية مرتبطة بالمقاومة في جينات أخرى، مع أن هذه الأحداث كانت أقل شيوعًا وظهرت في عدد أقل من الأنواع.

كان من المرجح أن تظهر المقاومة في السكان الذين كانوا وفيرين قبل العلاج والذين شهدوا انخفاضات كبيرة أثناء التعرض، مما يحدد حالة مرتبطة بارتفاع احتمالات التغيير التطوري.

لم تُؤدِّ طفرات المقاومة إلى تكاليف تتعلق باللياقة البدنية، مما سمح للسلالات المقاومة بالاحتفاظ بمجموعتها المهيمنة بعد انتهاء العلاج، ولم يُظهِر التسلسل المُستهدف أي دليل على عودة المقاومة، ولم تُؤدِّ الطفرات في جين gyrA إلا إلى جزء من المقاومة المُلاحَظة، مما يُشير إلى وجود آليات إضافية.

بناءً على النتائج، حتى الاستخدام قصير الأمد للمضادات الحيوية قد يؤدي إلى طفرات مقاومة تستمر في أمعاء الإنسان لأشهر بعد انتهاء العلاج.

تنشأ الطفرات بشكل مستقل بين أنواع البكتيريا، ولا تُسبب تكلفةً قابلةً للقياس، مما يسمح للسلالات المقاومة بالاستمرار في الانتشار.

أثبتت ميكروبات الأمعاء قدرتها على تطوير مقاومة دون إصابة سابقة، لذا، قد تعمل التجمعات المتعايشة كمستودعات لسمات المقاومة التي قد تنتقل إلى البكتيريا المسببة للأمراض عبر النقل الجيني الأفقي، متجاوزةً بذلك التفاعل مع المضادات الحيوية.

لأن المقاومة تطورت بشكل متوقع بناءً على حجم السكان، فإنها تتيح إمكانية التنبؤ بنتائج المقاومة إذا عُرف السكان المبدئي مسبقًا بالعلاج. هناك حاجة إلى تجارب على مزيج مختلف من السكان المبدئيين وأنواع العلاج لتوسيع نطاق هذه النمذجة التنبؤية بشكل كامل.

إن مراقبة التركيب الميكروبي ووفرته قبل وأثناء العلاج يمكن أن يساعد في توجيه استخدام المضادات الحيوية بشكل أكثر دقة، وتقليل المخاطر طويلة الأمد المرتبطة بالمقاومة وتحسين الإدارة الشاملة لاستخدام المضادات الحيوية.