细菌的附属敏感性
作者:    发布于:2017-06-06 08:52:35    点击数:42

      警惕抗生素威胁,我们正一步步走向后抗生素时代,在那个时代,细菌感染将无药可治。世界卫生组织预测,不用多久,可能就在几年内,耐抗生素的病原体感染将跃居非正常死亡杀手榜首。

      让WHO发布公共健康警报的巨大威胁来自细菌对抗生素的迅速进化,一点点蚕食可用的抗生素范围。除了加快新抗生素的开发,另一个关键的战略是开发新的治疗方法,提高现存的抗生素的效用。德国基尔大学进化生态学和遗传学研究团队便是众多奋战在改善抗生素治疗前线的一员。并且科学家们坚信,无论多厉害的敌人都可能具有破绽。

      在Hinrich Schulenburg教授的指导下,研究人员利用进化医学知识,探索了抗生素治疗选择与病原体进化适应的关系。最近,Schulenburg教授和其他国际合作伙伴在学术期刊《Molecular Biology and Evolution》上发表了一篇文章,证明铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)对某些抗生素的耐药能力进化可导致其对其他药物敏感性的增加。这一概念被定义为“附属敏感性(collateral sensitivity)”,它为抗击多重耐药病原体开辟了新的视角。

      Schulenburg实验室的一名博士生Camilo Barbosa和同事们在实验室中对铜绿假单胞菌进行了进化实验。这是一种通常具有多重耐药性的细菌,容易侵染免疫功能低下人群。在历时12小时的进化实验中,研究人员将细菌分别暴露于高剂量的8种抗生素中。结果毫无悬念,细菌对每种药物都产生了耐药性。

实验中使用的8种抗生素及其作用

      接下来,研究人员分别测试了耐药型细菌对其他尚未接触过的抗生素的反应。结果显示,不同作用机制的抗生素组合(尤其是氨基糖苷类和青霉素类)能特别有效地抑制细菌。

与非抗性品种(黑色虚线)对比,抗性品种(彩点)在其他抗生素中的生长情况发生变化

      对81种独立的进化菌进行全基因组测序,结果表明,细菌基因组中的3种特殊基因(nalC、pmrB和mexZ)赋予了它们对某种抗生素的抵抗能力的同时,也让它们更加脆弱。 “联合或者交替往复地使用互惠型抗生素可帮助病原菌‘自取灭亡’:只要它们发展出对一种药物的耐药性,必然会增加对其他药物的敏感性,”Schulenburg说。

      “虽然该结果仅基于实验室的体外实验,但是这项工作的重要性在于,跟随这个突破口,将可为我们与多重耐药病原体的战斗争取时间。”

      全文链接:https://academic.oup.com/mbe/article-lookup/doi/10.1093/molbev/msx158

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