尿路感染(UTIs)是世界上最常见的细菌感染之一，影响了约50%的女性和5%的男性。

它们可表现为低水平的膀胱炎或导致使人衰弱和可能危及生命的疾病，如血液败血症和肾脏感染。每年，全球治疗费用高达数十亿美元。而且它们变得越来越难以治疗，因为负责感染的大肠杆菌对多种抗生素的抵抗力越来越强。根据澳大利亚基因组流行病学微生物学中心(Ausgem)的新研究，悉尼科技大学(UTS)和新南威尔士州初级产业部之间的合作关系，线索很可能在于我们所吃的食物。

“禽类致病性大肠杆菌(APEC)对家禽生产造成了显着的经济损失。还有越来越多的证据表明这些禽类病原体的某些子集有可能在人类中引起疾病​​，”Ausgem的UTS研究负责人Steven Djordjevic教授解释说。

“APEC携带称为质粒的遗传元素，这有助于它们引起疾病的能力。有趣的是，这些质粒可以在相同物种的细菌之间和其他肠道内栖息的细菌之间移动，并捕获抗药性基因，并且有可能创造出新的杂交毒株。“

伟大的质粒迁移

去年，Ausgem团队在一位患有UTI的患者的细菌分离物中发现了一种新发现，后来发展为尿脓毒症 - 一种败血症，其来源定位于泌尿道。

“细菌基因组序列信息揭示了一种正常的'花园品种'共生大肠杆菌 - 并不广为人知，可引起疾病 - 已经获得了与通常与APEC相关的质粒相关的质粒。我们得出结论，该质粒的获得很可能在将这种无害的大肠杆菌转化为更险恶的东西方面发挥了作用。“

尽管Djordjevic强调在从鸡到人的感染中建立绝对的方向性很困难，但有越来越多的证据表明这些质粒正在四处移动，进入大肠杆菌中，这些大肠杆菌存在于我们的胃肠道 - 以及其他食物中 - 生产动物。即使是沙拉食品等新鲜农产品也很容易通过土壤和有机肥料生长。

但这并不是要改变我们吃的东西;Ausgem的研究表明，多部门方法对于理解和解决我们食物链中的抗生素耐药性至关重要。这意味着我们将如何在人类以及食品生产和伴侣动物中使用抗生素，以及如何处理污水以去除多种抗药性细菌，并最大限度地减少或消除排出的未代谢抗生素。

“澳大利亚可以为其在农业方面的良好抗菌管理实践感到自豪，”Djordjevic说。“但这些只能到目前为止。开发新的疫苗和其他干预策略以降低抗生素的总体使用仍然至关重要。”

一种解决抵抗力的健康方法

预计到2050年世界人口将增加到约90亿，预计粮食生产的必要增长将推动对抗菌药物的更大依赖。到同一年，如果不采取任何措施来抑制抗菌药物抗药性，预计抗生素耐药性将导致约1000万人死亡和每年60至100万亿美元的经济损失。

虽然近年来基因组测序的推动力一直在于了解导致人类疾病的病原体，但Ausgem正在投入更广泛的网络 - 并且在应对这一重要的全球挑战方面显示出新的复杂性和联系水平。

“抗菌药物耐药性不仅仅是医院和老年护理机构的问题，”Djordjevic说。“这是我们生产食品和处理污水的固有方法 - 安全且对环境影响最小。我们需要了解每个部分所起的作用。”

该团队正在研究这些细菌如何在我们主要的食物生产动物的胃肠道中定殖，以及它们如何与环境和野生动物混合。特别是候鸟物种在跨越地理边界传播抗药性基因方面发挥着越来越重要的作用。

世界卫生组织倡导的这种所谓的“一种健康”方法认识到人，动物和环境健康之间的密切联系。

推进技术

对于正在推动该研究的计算和​​数据生成方面的Aaron Darling教授来说，该项目提供了一个突破新科学基础的令人兴奋的机会。

“高通量DNA测序技术的进步最终使得有效追踪细菌在环境中的运动和传播成为可能，”Darling解释说。

“我们一直在开发创新方法来生成和分析数据，使我们能够以前所未有的规模和精度进行调查。”

这项研究只是Ausgem联合和协同努力的一部分，该部门负责监督One Health对抗菌素耐药性的监测并保障公众健康，生物安全和食品生产。该中心的独特之处在于利用其学术和政府合作伙伴的卓越知识，资源和技能，为人类，植物，动物和环境创造更美好的未来。