研究表明細(xì)菌如何在囊性纖維化患者的肺部進(jìn)化

根據(jù)本周在美國微生物學(xué)會(huì)的開放存取期刊《mSystems》上發(fā)表的一項(xiàng)研究，這種細(xì)菌伯克霍爾德氏菌可進(jìn)化并適應(yīng)于在囊性纖維化患者的肺中存活。這項(xiàng)工作被認(rèn)為是對該微生物進(jìn)化的首次回顧，表明多伏牛雙歧桿菌直接或間接靶向粘附，代謝和細(xì)胞“包膜”的改變，以粘附和逃避抗生素。

B. multivorans是最常被分離的伯克霍爾德氏菌物種慢性感染 CF患者的氣道的遍及世界各地，在0.68%，美國的總患病率，說研究的高級作者Leonilde M.莫雷拉，博士，在高級研究所助理教授Técnico在葡萄牙里斯本。“但是，我們對細(xì)菌定殖和持久性所需的特征以及這種適應(yīng)所基于的分子機(jī)制的理解是有限的。”

為了研究細(xì)菌如何適應(yīng)CF患者，Moreira及其同事通過研究在溫哥華診所20年內(nèi)從一名女性CF患者中收集的痰液樣本，分析了多食雙歧桿菌的基因組和功能進(jìn)化。該患者因與CF相關(guān)的呼吸系統(tǒng)疾病而住院一次，但曾多次接受抗生素治療。

他們測序并分析了從患者身上分離出的22 株多孢桿菌的基因組，并將其結(jié)果與患者的病歷進(jìn)行比較以尋找相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)在任何給定時(shí)間共存幾種不同的細(xì)菌譜系，但進(jìn)化速率不同。一個(gè)家庭迅速多元化發(fā)展為另外三個(gè)家庭。新的譜系主要是通過具有調(diào)節(jié)/信號(hào)作用的基因以及其蛋白質(zhì)參與脂質(zhì)，氨基酸和碳水化合物代謝的基因突變而進(jìn)化而來。在感染過程中，整個(gè)人群的遺傳變化速率緩慢而穩(wěn)定，每年約有兩個(gè)單核苷酸多態(tài)性。

證據(jù)表明，其中一些基因的突變能夠使細(xì)菌存活，莫雷拉說：“這些突變與患者的身體狀況相對應(yīng)，因此我們可以看到這些突變不僅是隨機(jī)的，而且是特定的會(huì)影響細(xì)菌生理的靶標(biāo)。”

多食雙歧桿菌于1993年首次從患者中分離出來，并定期恢復(fù)至2013年。她最初于1989-1993年被金黃色葡萄球菌，流感嗜血桿菌和銅綠假單胞菌感染，隨后一段時(shí)間將這些微生物與多食雙歧桿菌共感染。從1993年至1996年?？傮w而言，這種演變的特點(diǎn)是出現(xiàn)了強(qiáng)烈的多元化時(shí)期，隨后是相對穩(wěn)定的時(shí)期。莫雷拉說，多孢桿菌感染中最多樣化的時(shí)期與患者肺功能的更快惡化有關(guān)。

這項(xiàng)工作不僅為伯克霍爾德菌的進(jìn)化提供了新的思路，而且“這種動(dòng)態(tài)表明，監(jiān)測這些進(jìn)化和分子模式可用于設(shè)計(jì)旨在限制種群多樣性和疾病進(jìn)展的反應(yīng)性療法，”莫雷拉說。“總而言之，我們的觀察結(jié)果表明，在CF肺的長期定居過程中，多伏牛B.種群直接或間接靶向粘附，代謝以及與適應(yīng)相關(guān)的細(xì)胞包膜變化。”

Moreira說，由于該研究僅分析了一名患者，因此結(jié)果需要重復(fù)。她的團(tuán)隊(duì)正在繼續(xù)研究另外10名CF患者中的細(xì)菌。

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