Genetic characteristics and antimicrobial resistance profile of non-typeable Haemophilus influenzae from the respiratory tract in a tertiary hospital in southwest China

في جسم الإنسان، غالبًا ما تكون المجاري التنفسية العلوية موطنًا لمجتمع هائل من السكان المجهريين. تعيش معظم هذه البكتيريا بسلام، لكن بعضها يمكن أن يصبح خطيرًا عندما يضعف الجهاز المناعي أو عندما ينتقل إلى أجزاء من الجسم لا تنتمي إليها. إحدى هذه البكتيريا هي "المستدمية النزلية" (Haemophilus influenzae). لعقود من الزمن، ركز العالم الطبي اهتمامه على نسخة محددة من هذا الجرثوم ترتدي معطفًا سكريًا زلقًا يُعرف باسم الكبسولة. كانت هذه النسخة المغلفة مسؤولة عن عدوى شديدة ومهددة للحياة مثل التهاب السحايا، وقد نجح لقاح في ترويضها. ومع ذلك، بمجرد دفع تلك النسخة المغطاة إلى الخلف، ظهر شكل مختلف كتهديد رئيسي. هذا الشكل، المسمى "المستدمية النزلية غير المتبلورة" (non-typeable Haemophilus influenzae)، يفتقر إلى المعطف الواقي. بدلاً من ذلك، يعتمد على مجموعة مختلفة من الأدوات للالتصاق بالأسطح، والاختباء من الجهاز المناعي، والتسبب في عدوى في الرئتين والجيوب الأنفية. ولأنها شائعة جدًا وقابلة للتكيف، فقد أصبحت سببًا رئيسيًا للأمراض التنفسية، وخاصًا لدى كبار السن. التحدي الذي يواجه الأطباء هو أن هذه البكتيريا تعلمت تجاهل العديد من الأدوية المصممة لقتلها، مما يجعل علاج العدوى أمرًا صعبًا.

وضع باحثون في مستشفى غرب الصين في تشينغدو مؤخرًا هدفهم لفهم كيفية سلوك هذه البكتيريا بدقة في منطقتهم المحلية. جمعوا 57 عينة من البكتيريا من المجاري التنفسية للمرضى بين يناير وأبريل 2025. تم تحديد كل عينة من هذه العينات على أنها النوع غير المغلف وغير المتبلور. كان المرضى الذين أُخذت منهم هذه العينات معظمهم من الرجال، وكان نصفهم تقريبًا من سن الستين عامًا أو أكثر. كان العديد من هؤلاء الأفراد يعانون بالفعل من مشا أصحية أخرى، مثل أمراض الرئة المزمنة، أو السرطان، أو السكري. لم يكتف العلماء بالنظر إلى البكتيريا تحت المجهر فحسب؛ بل قرأوا دليل التعليمات الجيني الكامل لكل عينة. سمح لهم ذلك برؤية التاريخ العائلي للبكتيريا، والأسلحة المحددة التي تحملها لمحاربة الأدوية، والجينات التي ساعدتها على البقاء داخل جسم الإنسان.

كشف التحليل الجيني أن هذه البكتيريا لم تكن جميعها متشابهة. وجد الباحثون 41 عائلة جينية متميزة، أو سلالات، بين العينات الـ 57، مما يظهر أن البكتيريا في هذا المستشفى متنوعة للغاية. كانت إحدى العائلات، المعروفة باسم ST422، هي الأكثر شيوعًا، حيث ظهرت في أربع من العينات. رغم هذا التنوع، تشاركت البكتيريا في مجموعة أساسية من أدوات البقاء. حملت كل عينة جينات محددة تساعدها على التلاعب بالجهاز المناعي البشري، مما يسمح لها بالاختباء والاستمرار. تعمل هذه الجينات مثل التمويه، مما يساعد البكتيريا على تجنب الكشف أثناء تسببها في العدوى. كما أكدت الدراسة أن البكتيريا كانت مجهزة جيدًا لسرقة الحديد والمواد المغذية من مضيفها، وهو أمر ضروري لنموها في بيئة جسم الإنسان الفقيرة بالحديد.

كان الجزء الأكثر أهمية من التحقيق هو تحديد الأدوية التي لا تزال قادرة على قتل هذه البكتيريا. رسمت النتائج صورة واضحة للمقاومة. كانت البكتيريا مقاومة للغاية لـ "الأمبيسيلين"، وهو مضاد حيوي شائع، حيث نجت 70.2% من العينات من التعرض له. كانت المقاومة مرتفعة أيضًا ضد مزيج دوائي يسمى "تريميثوبريم-سلفاميثوكسازول" ونسخة من "الأمبيسيلين" ممزوجة بدواء مساعد يسمى "سلبكتام". حققت البكتيريا هذه المقاومة بطريقتين رئيسيتين. أولاً، أنتجت ما يقرب من نصف العينات إنزيمًا يسمى "بيتا لاكتاماز"، والذي يعمل مثل مقص جزيئي يقطع جزيء المضاد الحيوي إلى نصفين قبل أن يتمكن من إلحاق أي ضرر. كانت جميع هذه الإنزيمات من نوع محدد يعرف باسم TEM-1. ثانيًا، والأهم من ذلك، قامت الغالبية العظمى من البكتيريا بتغيير الهدف نفسه الذي صُممت المضادات الحيوية لضربة. غيرت البكتيريا شكل بروتين معين على سطحها، يُعرف باسم "البروتين الرابط للبنسلين 3". هذا البروتين ضروري لبناء جدار الخلية البكتيرية. ومن خلال تغيير شكله، جعلت البكتيريا من المستحيل على المضاد الحيوي الارتباط به، تمامًا مثل مفتاح لم يعد يناسب قفلًا قد تغير.

حدد الباحثون 39 نمطًا مختلفًا من تغييرات الشكل هذه، مع ظهور بعض التغييرات المحددة في أكثر من نصف العينات. عندما امتلكت البكتيريا كل من إنزيم المقص والهدف البروتيني المتغير، أصبحت صعبة العلاج للغاية. ومع ذلك، وجدت الدراسة جانبًا مشرقًا. على الرغم من المقاومة العالية للأدوية القديمة، ظلت كل واحدة من البينات الـ 57 ضعيفة أمام جيل أحدث من المضادات الحيوية، بما في ذلك أنواع معينة من "السيفالوسبورينات" وفئة من الأدوية تسمى "الكاربابينيمات". وهذا يعني أنه بينما تطورت البكتيريا لهزيمة العديد من العلاجات الشائعة، لا تزال هناك أسلحة فعالة متاحة للأطباء لاستخدامها. وجدت الدراسة أيضًا أن البكتيريا طورت مقاومة لأنواع أخرى من الأدوية، مثل تلك المستخدمة لالتهابات الأذن أو مشاكل المعدة، لكن هذه كانت أقل شيوعًا.

أظهرت الخريطة الجينية لهذه البكتيريا مجموعتين رئيسيتين. كانت إحدى المجموعات مرتبطة وثيقًا ببعضها البعض وتتشارك في نمط محدد من تغييرات البروتين التي جعلتها مقاومة للأمبيسيلين. أما المجموعة الأخرى فكانت أكثر تنوعًا، وتضم بكتيريا تفتقر إلى إنزيم المقص ولكنها لا تزال تمتلك أهدافًا بروتينية متغيرة. يشير هذا التنوع إلى أن البكتيريا تتطور وتتكيف باستمرار مع ضغط استخدام المضادات الحيوية. لاحظ الباحثون أن أنماط المقاومة المحددة التي شوهدت في هذا المستشفى تختلف عن تلك الموجودة في أجزاء أخرى من العالم، مما يسلط الضوء على أن الظروف المحلية واستخدام المضادات الحيوية يخلقان مسارات تطورية فريدة لهذه الجراثيم.

يؤكد هذا العمل على أهمية مراقبة كيفية تغير البكتيريا بمرور الوقت. إن معدل المقاومة العالي للأمبيسيلين مدفوع بمزيج من إنتاج الإنزيمات والتغييرات الهيكلية في جدار الخلية البكتيرية. وبينما أصبحت البكتيريا قوية في مواجهة الأدوية القديمة، إلا أنها لم تطور بعد القدرة على مقاومة المضادات الحيوية الأحدث والأقوى التي اختبرتها هذه الدراسة. تشير النتائج إلى أن الأطباء في هذه المنطقة يجب أن يكونوا حذرين عند وصف الأدوية القديمة، ولكن يمكنهم الاعتماد على الأجيال الجديدة من المضادات الحيوية للعلاج الفعال. المراقبة المستمرة أمر ضروري، حيث قد تطور البكتيريا في النهاية مقاومة لهذه الأدوية الجديدة أيضًا. ومن خلال فهم التركيبة الجينية وأنماط المقاومة لهذه البكتيريا، يمكن للمهنيين الطبيين اتخاذ قرارات أفضل لحماية المرضى من العدوى وضمان استخدام الأدوية الصحيحة عندما تكون هناك حاجة ماسة إليها.