警惕抗生素威脅,我們正一步步走向后抗生素時代,在那個時代,細菌感染將無藥可治。世界衛生組織預測,不用多久,可能就在幾年內,耐抗生素的病原體感染將躍居非正常死亡殺手榜首。
讓WHO發布公共健康警報的巨大威脅來自細菌對抗生素的迅速進化,一點點蠶食可用的抗生素范圍。除了加快新抗生素的開發,另一個關鍵的戰略是開發新的治療方法,提高現存的抗生素的效用。
德國基爾大學進化生態學和遺傳學研究團隊便是眾多奮戰在改善抗生素治療前線的一員。并且科學家們堅信,無論多厲害的敵人都可能具有破綻。
在Hinrich Schulenburg教授的指導下,研究人員利用進化醫學知識,探索了抗生素治療選擇與病原體進化適應的關系。最近,Schulenburg教授和其他國際合作伙伴在學術期刊《Molecular Biology and Evolution》上發表了一篇文章,證明銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)對某些抗生素的耐藥能力進化可導致其對其他藥物敏感性的增加。這一概念被定義為“附屬敏感性(collateral sensitivity)”,它為抗擊多重耐藥病原體開辟了新的視角。
Schulenburg實驗室的一名博士生Camilo Barbosa和同事們在實驗室中對銅綠假單胞菌進行了進化實驗。這是一種通常具有多重耐藥性的細菌,容易侵染免疫功能低下人群。在歷時12小時的進化實驗中,研究人員將細菌分別暴露于高劑量的8種抗生素中。結果毫無懸念,細菌對每種藥物都產生了耐藥性。
實驗中使用的8種抗生素及其作用
接下來,研究人員分別測試了耐藥型細菌對其他尚未接觸過的抗生素的反應。結果顯示,不同作用機制的抗生素組合(尤其是氨基糖苷類和青霉素類)能特別有效地抑制細菌。
與非抗性品種(黑色虛線)對比,抗性品種(彩點)在其他抗生素中的生長情況發生變化
對81種獨立的進化菌進行全基因組測序,結果表明,細菌基因組中的3種特殊基因(nalC、pmrB和mexZ)賦予了它們對某種抗生素的抵抗能力的同時,也讓它們更加脆弱。
“聯合或者交替往復地使用互惠型抗生素可幫助病原菌‘自取滅亡’:只要它們發展出對一種藥物的耐藥性,必然會增加對其他藥物的敏感性,”Schulenburg說。
“雖然該結果僅基于實驗室的體外實驗,但是這項工作的重要性在于,跟隨這個突破口,將可為我們與多重耐藥病原體的戰斗爭取時間。”
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