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      生物物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)小細(xì)菌群體如何在治療中存活下來(lái)
      
			
      
				2019-04-25 11:10:55
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			  來(lái)源：
			
      
		
      
				
		
      
			
      埃默里大學(xué)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，小群體的致病菌可能比較大的群體難以殺死，因?yàn)樗鼈儗?duì)抗生素的反應(yīng)不同。eLife雜志發(fā)表了這項(xiàng)研究，結(jié)果表明，含有100個(gè)或更少細(xì)胞的細(xì)菌群體隨機(jī)地對(duì)抗生素產(chǎn)生反應(yīng) - 不像大群體那樣均勻。
      

      生物物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)小細(xì)菌群體如何在治療中存活下來(lái)
      

      “我們已經(jīng)證明，未被藥物治療殺死的細(xì)菌細(xì)胞可能沒(méi)什么特別之處- 它們可以隨機(jī)存活，”主要作者M(jìn)insu Kim說(shuō)，他是物理系的助理教授，也是埃默里抗生素的成員。抵抗中心。
      

      “這種隨機(jī)性是一把雙刃劍，”金補(bǔ)充道。“從表面上看，它使得預(yù)測(cè)治療結(jié)果變得更加困難。但我們找到了一種方法來(lái)操縱這種固有的隨機(jī)性，以便以100%的概率清除少量細(xì)菌。通過(guò)調(diào)整細(xì)菌的生長(zhǎng)和死亡率細(xì)胞，你可以使用低抗生素濃度清除小群甚至抗生素抗性細(xì)菌。“
      

      研究人員使用兩種不同類(lèi)別的抗生素藥物混合物開(kāi)發(fā)了一種治療模型。他們首先證明了該模型在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中對(duì)少數(shù)大腸桿菌細(xì)菌的有效性，這些細(xì)菌沒(méi)有抗生素耐藥性。在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中，他們發(fā)現(xiàn)該模型也適用于臨床分離的抗生素耐藥大腸桿菌的少量人群。
      

      “我們希望我們的模型可以幫助開(kāi)發(fā)更復(fù)雜的抗生素藥物方案 - 使它們?cè)谝恍└腥镜妮^低劑量下更有效，”Kim說(shuō)。“這很重要，因?yàn)槿绻阒委熂?xì)菌感染并且不能完全殺死它，那么這會(huì)導(dǎo)致抗生素耐藥性。”
      

      根據(jù)2014年抗菌藥物耐藥性評(píng)估報(bào)告，預(yù)計(jì)抗生素耐藥性將導(dǎo)致每年3億人過(guò)早死亡，到2050年全球醫(yī)療保健負(fù)擔(dān)達(dá)到100萬(wàn)億美元。這種流行病的部分原因是無(wú)法可靠地根除抗生素敏感細(xì)菌的感染。
      

      幾十年來(lái)，人們認(rèn)為僅僅將細(xì)菌的種群大小減少到幾百個(gè)細(xì)胞就足夠了，因?yàn)楦腥菊叩拿庖呦到y(tǒng)可以清除剩余的細(xì)菌。
      

      “最近，很明顯，在感染過(guò)程中，少量細(xì)菌真的很重要，”金說(shuō)。“傳染性劑量 - 引發(fā)感染所需的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)量 - 對(duì)于某些細(xì)菌種類(lèi)來(lái)說(shuō)是幾個(gè)或幾十個(gè)細(xì)胞，而對(duì)于其他細(xì)菌則低至一個(gè)細(xì)胞。”
      

      然而，人們尚不清楚為什么用抗生素治療細(xì)菌有時(shí)會(huì)起作用，有時(shí)也會(huì)失敗。促成因素可能包括感染者的免疫反應(yīng)的變化以及細(xì)菌細(xì)胞可能的突變變得更具毒性。
      

      金懷疑更重要的是一個(gè)因素。研究顯示，即使在像線(xiàn)蟲(chóng)蠕蟲(chóng)(一種用于研究細(xì)菌毒力的常見(jiàn)模型)這樣的簡(jiǎn)單生物體中，抗生素敏感性感染也出乎意料地治療失敗。
      

      通過(guò)關(guān)注小型細(xì)菌種群，埃默里團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了動(dòng)力學(xué)與大型細(xì)菌的不同之處。抗生素誘導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞的濃度波動(dòng)。當(dāng)增長(zhǎng)率隨機(jī)性超過(guò)死亡率時(shí)，細(xì)菌的清除失敗。
      

      研究人員利用這些知識(shí)開(kāi)發(fā)了兩種不同抗生素的低劑量雞尾酒藥物療法。他們將殺菌劑(殺死細(xì)菌)和抑菌劑(減緩細(xì)菌生長(zhǎng))結(jié)合起來(lái)，控制細(xì)胞數(shù)量的隨機(jī)波動(dòng)，提高細(xì)胞死亡率超過(guò)生長(zhǎng)速度的可能性。
      

      并非所有抗生素都適合該模型，并且需要更多研究來(lái)改進(jìn)臨床環(huán)境中的應(yīng)用方法。
      

      “我們發(fā)現(xiàn)抗生素細(xì)菌感染的成功治療比我們想象的要復(fù)雜得多，”金說(shuō)。“我們希望這些知識(shí)能夠產(chǎn)生新的策略來(lái)對(duì)抗抗生素抗性細(xì)菌引起的感染。”
      
			

			
        
      
			
      
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