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解码基因组,共抗抗菌药物耐药性

Illumina 开创性的测序技术正助力全球科学家跨越多个大洲,攻克这一致命威胁。

解码基因组,共抗抗菌药物耐药性
2025年11月18日

世界正在最微小的战线上打响一场战役——抗菌药物耐药性(AMR)。抗菌药物用于治疗感染性疾病,当病原体对其失去响应时,便形成 AMR。细菌、病毒、真菌和寄生虫一旦耐药,治疗难度加大,更易引发重症或死亡,且传播更快。AMR 是进化的产物:人类研发药物对病原体施加选择压力,而过度处方与滥用则加速这一过程。适者生存,若新药开发跟不上,我们终将落败。

AMR 持续上升,研究显示它已成为全球 主要死因之一。仅 2021 年,细菌 AMR 直接导致 114 万人死亡,并间接促成 471 万人死亡。为应对 AMR,世界卫生组织(WHO)于 2015 年建立全球抗菌药物耐药与使用监测系统,统一数据收集、报告和共享,并制定战略重点:加强 AMR 监测、提高耐药感染诊疗质量。

每年 11 月 18 日至 24 日,WHO 举办“世界 AMR 认知周”,通过全球教育活动警示 AMR 危害,提升数据共享价值,并呼吁卫生、环境与政府系统采取果断联合行动。

从研究机构、制药企业到公共卫生专家,各方都在努力,Illumina 则通过基因组技术提供支持。新一代测序(NGS)的进步革新了微生物基因组学,使研究人员能够深入解析 AMR 的生物学机制,为公共卫生人员制定监测与防控措施、为药企发现治疗靶点、为临床医生提供治疗选择。

寻找“最小耐药路径”
为在 AMR 战役中占得先机,科学家必须精准了解其驱动力——基因组适应性。病原体的根本目标是存活并复制,感染控制成为与进化赛跑。科学家需持续鉴定耐药出现的基因组与表型指标,其中核心策略是:微生物全基因组测序,快速发现基因组变化;基因组流行病学,据此追踪并控制 AMR。

一个典型案例是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。该菌对多种抗生素高度耐药,已从医院扩散至社区,运动员等人群因皮肤接触面临风险。若受伤感染 MRSA,常规抗生素可能失效,感染恶化并加速传播;一旦携带者进入医院等高危环境,传播风险骤增,危及生命。基因组测序可帮助流行病学家锁定 MRSA 暴发源头并及时干预。

“Illumina NGS 技术可在整个诊疗链条助力全球 AMR 危机应对。”Illumina 全球医学事务传染病总监 Courtney Maus 表示,“例如,WHO 推荐靶向 NGS 检测耐药结核分枝杆菌,实现个体层面 AMR 控制;NGS 也用于监测,阻止耐药菌传播,尤其在易感人群集中的医疗环境。”

借助 Illumina 全基因组测序(WGS)、NGS 及文库制备试剂盒,科研人员可优化 AMR 削减策略:检测并鉴定病原体与耐药基因,预测表型耐药、监测耐药趋势、实现快速检出;微生物基因组数据还能评估抗菌药物疗效,为新药研发提供依据,改善患者治疗。

Photo credit: Mareen Fischinger

跟随微生物基因组学之路
全球机构已利用 WGS 与 NGS 追踪病原体演变。研究机构、高校与实验室结成合作,在中低收入国家完善 AMR 监测基础设施,生成可共享的开放数据,支持公共卫生项目,开发有效干预措施应对新兴 AMR。

以下五家 Illumina 用户正用基因组学应对本地 AMR:

苏黎世大学医学微生物研究所微生物基因组学组 利用 NGS 解析 AMR 生物学机制,助力新诊断与疗法开发。

德州拉伯克 MicroGenDX 通过 NGS 微生物快速鉴定,为术后感染、脓毒症、急性与呼吸道感染患者提供靶向治疗窗口。

华盛顿特区公共卫生实验室 NGS 核心平台正建立呼吸道合胞病毒(RSV)监测系统,实时追踪不同毒株传播,指导防控。

德州泰勒 Advanta Genetics 采用精准宏基因组学,用 NGS 一次性检测感染样本的遗传与微生物谱及 AMR 标记。

约翰内斯堡国家传染病研究所结核中心利用 NGS 追踪南非耐药结核,实现早发现、早干预,降低传播风险。

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