研究人員發(fā)現(xiàn)減少抗生素的使用不足以逆轉(zhuǎn)某些類型細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥性的日益增加。除了傳遞賦予其后代抗生素抗性的基因外，許多細(xì)菌還可以通過(guò)稱為綴合的過(guò)程在它們之間交換基因。然而，長(zhǎng)期以來(lái)一直存在一個(gè)爭(zhēng)論，即這個(gè)過(guò)程是否足夠快地傳播到不受抗生素攻擊的人群中。

在一項(xiàng)新的研究中，杜克大學(xué)的研究人員相信他們已經(jīng)找到了這個(gè)問(wèn)題的明確答案。通過(guò)對(duì)能夠結(jié)合的細(xì)菌的一系列實(shí)驗(yàn)，他們表明所有測(cè)試的細(xì)菌都足夠快地共享基因以維持抗性。然而，他們還表明，有辦法破壞這一過(guò)程并逆轉(zhuǎn)抗生素耐藥性。結(jié)果于11月22日在線發(fā)表在Nature Communications雜志上。

“當(dāng)我第一次看到這些數(shù)據(jù)時(shí)，結(jié)果令我感到意外，”杜克大學(xué)Paul Ruffin Scarborough工程副教授Lingchong You說(shuō)道。“對(duì)于我們測(cè)試的所有細(xì)菌，它們的結(jié)合速度足夠快，即使您不使用抗生素，也可以保持抗性 - 即使基因攜帶成本很高。”

對(duì)抗生素的大多數(shù)抗性產(chǎn)生并通過(guò)自然選擇傳播。如果一些幸運(yùn)的細(xì)菌具有幫助它們?cè)谝惠喛股刂写婊畹幕?，那么它們很快就?huì)為下一代產(chǎn)生親子關(guān)系并傳遞這些基因。

然而，許多這些基因都需要付出代價(jià)。例如，突變可能允許細(xì)菌構(gòu)建更厚的膜以在特定抗生素中存活，但該突變也可能使細(xì)胞更難以繁殖。如果沒(méi)有抗生素的選擇性壓力從競(jìng)爭(zhēng)中消失，具有這種突變的細(xì)菌應(yīng)該隨著時(shí)間消失。

但是當(dāng)負(fù)責(zé)抗性的基因也可以在細(xì)胞之間交換時(shí)，方程變得更加復(fù)雜。支持維持抗性是基因共享的速度。與之相反的是前面提到的基因的生物學(xué)成本，以及基因傳遞時(shí)的自然錯(cuò)誤率。

“盡管有成本，但已經(jīng)有一些關(guān)于共軛是如何保持抗性的研究，但是缺乏仔細(xì)和定義明確的實(shí)驗(yàn)來(lái)得出明確的結(jié)論，”你說(shuō)。“這就是Allison做出了重要貢獻(xiàn)的地方。她非常徹底的測(cè)量使我們能夠高度自信地得出結(jié)論。”

Allison Lopatkin是You實(shí)驗(yàn)室的博士生，也是該論文的第一作者，他在一個(gè)多月的時(shí)間里仔細(xì)測(cè)量了病原體的結(jié)合率和抗生素耐藥性。這些菌株是通過(guò)與Duke Health的平行項(xiàng)目獲得的，其中您正試圖確定病原體之間的共軛結(jié)合方式。

到目前為止，您已經(jīng)發(fā)現(xiàn)他測(cè)試過(guò)的細(xì)菌病原體超過(guò)30%通過(guò)結(jié)合傳播抗性。其中9個(gè)由Lopatkin進(jìn)一步測(cè)試，看看它們?cè)诳股氐南酥腥绾伪３炙鼈兊牡挚沽Α?/p>

“我們測(cè)試的每一種臨床菌株即使沒(méi)有抗生素的選擇壓力也能通過(guò)結(jié)合保持其抗性，”Lopatkin說(shuō)。

結(jié)果表明 - 至少對(duì)于交換抗性基因的細(xì)菌 -僅僅管理使用的抗生素的數(shù)量將不會(huì)扭轉(zhuǎn)日益增長(zhǎng)的抗藥性問(wèn)題。為了取得任何進(jìn)展，根據(jù)You和Lopatkin的說(shuō)法，還需要藥物來(lái)阻止基因的共享并降低它們通過(guò)繁殖傳遞的速度。

幸運(yùn)的是，這些藥物已經(jīng)存在，并且可能還有更多的藥物等待被發(fā)現(xiàn)。

“我們用一種已知可以抑制結(jié)合的藥物進(jìn)行相同的實(shí)驗(yàn)，另一種藥物可以促使抗性基因丟失，”Lopatkin說(shuō)。“我們發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有抗生素的存在，我們可以逆轉(zhuǎn)細(xì)菌對(duì)我們測(cè)試的四種病原體的抵抗力，并可以阻止其在其他病原體中擴(kuò)散。”

其中一種藥物是良性天然產(chǎn)品，第二種是FDA批準(zhǔn)的抗精神病藥物。雖然該團(tuán)隊(duì)已提交臨時(shí)專利，以使用該組合來(lái)逆轉(zhuǎn)抗生素耐藥性，但他們希望未來(lái)的工作能夠揭示出更好的選擇。

“作為下一步，我們有興趣確定可以更有效地填補(bǔ)這些角色的其他化學(xué)品，”你說(shuō)。“從歷史上看，當(dāng)研究人員篩選大型藥物庫(kù)時(shí)，他們專注于可以殺死細(xì)菌的藥物。但我們的研究表明，有一個(gè)全新的世界，你現(xiàn)在可以篩選其他功能，如阻止結(jié)合或誘導(dǎo)性的損失基因。這些化學(xué)物質(zhì)，一旦證明是安全的，可以作為標(biāo)準(zhǔn)的抗生素治療的輔助劑，也可以在環(huán)境設(shè)置為一般管理抗生素耐藥性的蔓延的方式應(yīng)用“。