基因组测序揭露医院致死传染病的传播途径
追踪细菌基因组可以揭示传染病是如何在医院中用一种让人惊异地方式传播的。
去年六月到十二月间，美国国立卫生研究院位于马里兰州贝塞斯达（Bethesda）市的医疗中心共有17名病人感染了血液传染病，6人因此死亡。医生们知道，有个病人在6月带着克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumoniae ）来到了医院。但是这种常见的院内感染病的原凶是如何传染开的？或者几个不同的病人把它们带到医院里？这些问题还没有答案。
研究人员从病人体内和一些医院设备上取下了细菌样本，分析了不同菌株的基因组，并找到了细菌扩散的途径。原来细菌已经污染了很多医院的器械。这项研究发表于8月22日的《科学•转化医学》（Science Translational Medicine）上，成为了疾病暴发后全基因组测序在医院中的首次类似的应用。
这篇论文的通讯作者，国立人类基因组研究所（National Human Genome Research Institute）的朱莉•赛格雷（Julie Segre）表示，让基因测序成为可能的原因是，现在它的价格已经很便宜，速度也快到了几乎可以实时出结果的程度。去年，做一次基因组测序需要大约2000美元，从那时到现在，价格又降低了500美元。
医院致死传染病的传播途径
研究结果显示，细菌的源头来自一位病人，而且扩散的途径和预期并不相同，现有的防止院内感染的手段也不够充分。传染病学家曾经以为，疾病是从一个出现了血液感染迹象的病人直接传染到第二个病人身上，但是细菌却选择了一种远更复杂的途径来传播。第一个病人来自纽约，43岁。根据分析的结果，他把细菌独立地传播给了病人3、病人4和病人8，这三人的于1个月之后发病。病人8并没有进一步扩散疾病，但是病人3身上的菌株在病人5和病人2身上也被发现了。病人4把疾病传播给了剩下所有的人。
研究人员相信细菌是通过医院工作人员的双手传播的。此外，他们还在一位病人的呼吸机上发现了细菌，这说明目前常用的消毒机制并不足以让机器摆脱细菌。塔拉•帕尔莫尔（Tara Palmore）是一位传染病医生，也是医疗中心的医院传染病学家代表和论文的作者。他说，尽管在这一案例中细菌并没有通过呼吸机传播，但是在其他地方也许会借助这一途径扩散。
乔治•温斯托克（George Weinstock）是圣路易斯华盛顿大学基因组研究所的副主任，也是那里的遗传学和微生物学教授。他说，全基因组测序提供的详尽细节让传染病学家们第一次真正地理解了疾病传播途径。而详尽的追踪技术所带来的教训“将带来更加精密的公共健康领域内的传染病学研究。所以我们更有可能找到发生事件的真正原因，而非最简单的原因。”
这次疾病暴发让改进感染控制手段的需求变得更加紧迫了。赛格雷说：“我们可以利用的抗生素已经很少了。而解决问题的唯一办法是更好的感染控制手段。让美国人保持健康的最好方法是让他们不要生病。”
Tracking a Hospital Outbreak of Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae with Whole-Genome Sequencing
Evan S. Snitkin1, Adrian M. Zelazny2, Pamela J. Thomas1, Frida Stock2, NISC Comparative Sequencing Program3, David K. Henderson2, Tara N. Palmore2, and Julia A. Segre1,
The Gram-negative bacteria Klebsiella pneumoniae is a major cause of nosocomial infections, primarily among immunocompromised patients. The emergence of strains resistant to carbapenems has left few treatment options, making infection containment critical. In 2011, the U.S. National Institutes of Health Clinical Center experienced an outbreak of carbapenem-resistant K. pneumoniae that affected 18 patients, 11 of whom died. Whole-genome sequencing was performed on K. pneumoniae isolates to gain insight into why the outbreak progressed despite early implementation of infection control procedures. Integrated genomic and epidemiological analysis traced the outbreak to three independent transmissions from a single patient who was discharged 3 weeks before the next case became clinically apparent. Additional genomic comparisons provided evidence for unexpected transmission routes, with subsequent mining of epidemiological data pointing to possible explanations for these transmissions. Our analysis demonstrates that integration of genomic and epidemiological data can yield actionable insights and facilitate the control of nosocomial transmission.
