去年爆發的一次耐藥菌疫情使美國國立衛生研究院NIH臨床中心的傳染病控制專家高度戒備了六個月。2011年夏季，一個攜帶肺炎克雷伯菌Klebsiella pneumoniae多藥抗性菌株的紐約患者在入院治療時將這一危險細菌帶入了這家大型醫院。

多藥抗性K. pneumoniae是最可怕的傳染病源之一，因為目前還缺乏有效的治療方法，而死亡率很高可以達到50%。盡管加強了控制措施，進行了患者隔離，這種突變菌還是迅速擴散到了臨床中心的其他患者體內，最終感染了17名患者并導致10人死亡，其中六名患者死于感染而另外四名患者死于感染并發癥。

為了控制疫情，臨床中心的工作人員與美國國立衛生研究院旗下的國立人類基因組研究所NHGRI合作，用基因組測序的方法分析這種微生物的傳播。八月二十二日發表在Science子刊Science Translational Medicine雜志上的一篇文章詳細描述了基因組測序如何幫助科學家平息了這次疫情。

“傳染病爆發在世界上每一家醫院都有發生，在美國每年就有數百萬患者受到影響，”美國國立人類基因組研究所NHGRI主任Eric D. Green博士說。“對細菌實時進行基因組測序可以準確追蹤細菌的擴散過程，我們通過這一手段成功控制了這次疫情，也從中得到了重要啟示。這一研究顯示，基因組技術能為流行病控制提供巨大的幫助。”

在疫情爆發初期，研究細菌耐藥性演化的NHGRI研究員Julie Segre博士領導研究團隊希望通過測序確定紐約患者攜帶的K. pneumoniae是否就是感染源。臨床中心將分離自感染患者的樣本送到了NHGRI進行基因組測序和數據分析。基因組測序揭示了不同菌株基因組之間的細微差異，并證實臨床中心患者體內的K. pneumoniae菌株都來自紐約患者，即這次疫情爆發的唯一源頭。

“基因組數據能夠幫助我們識別病菌傳播的模式，”Segre說。“一般來說細菌傳播途徑很難檢測，但基因組數據提供的信息是很明確的。”研究人員結合傳統方法和基因組數據，發現這次疫情中，作為傳染源的患者通過身體不同部位以兩種不同途徑將病菌傳染給其他患者，受到感染的患者也主要形成了兩個類別。

在傳染病學研究和基因組數據的幫助下，臨床中心的傳染病控制小組采取了更有效的強化措施。他們使用過氧化氫蒸汽對房間進行消毒，拆除了檢測到K. pneumoniae的水槽和管道，限制醫院工作人員的活動，并禁止使用感染患者曾接觸過的儀器。最終，研究人員成功阻止病菌繼續擴散，一直到去年年底臨床中心都沒有再發生新的感染病例。

“基因組測序和分析是我們趕超病原菌演化速度的最大希望，”Dr. Segre說。“在此次疫情中，我們的基因組學研究雖然沒有改變患者的治療方式，但有效改善了醫院的傳染病控制措施。”

“隨著基因組測序成本降低速度加快，它將成為未來傳染病學的關鍵性工具，”NIH臨床中心副院長David Henderson說。他的團隊正在籌備一篇關于在類似疫情中利用基因組測序進行傳染病控制的方法學文章。“現在我們知道了基因組測序的強大功能，”他說，“我相信這一方法會迅速被廣泛應用于傳染病領域。”