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阻止細菌定向進化能夠有效緩解細菌耐藥性的發(fā)生

2019-04-02 14:30來源：生物谷


病原菌耐藥性的出現(xiàn)與發(fā)展是全世界的主要健康威脅。雖然解決耐藥性的傳統(tǒng)策略是開發(fā)新的抗生素，但更可持續(xù)的長期方法可能是防止細菌進化色發(fā)生。到目前為止，這種方法的一個主要障礙是尚不清楚抗生素如何誘導新的突變。


在4月1日發(fā)表在《Molecular Cell》雜志上的一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)抗生素誘導細菌耐藥突變的一種機制是觸發(fā)產生高水平的有毒分子 - 活性氧（ROS）。另外，用美國食品和藥物管理局批準的用于其他目的的ROS減少藥物的治療防止了這些抗生素誘導的突變。然而，需要進一步的臨床前試驗來評估此類藥物在抵抗抗性進化和促進動物模型中感染清除方面的有效性。


作者說：“我們想要了解致病菌對我們的免疫系統(tǒng)和抗生素產生影響的進化性軍備競賽的分子機制。”


為了解抗生素如何誘導新的突變，作者首先將大腸桿菌暴露于低劑量的抗生素環(huán)丙沙星，這會誘導DNA斷裂。大約10％-25％的細胞群產生高水平的ROS，其瞬時激活明顯的應激反應。


但令人驚訝的是，這種壓力反應使一部分細菌亞群能夠將DNA斷裂的修復從準確轉變?yōu)槿菀壮鲥e，從而導致新的突變發(fā)生，促進了以前從未遇到的對抗生素的抗性。這組作者說，短暫賭徒亞群的發(fā)展可能是一種賭注對沖策略，可以推動對新抗生素耐藥性的演變而不會對大多數(shù)細胞造成風險。


作者稱：“這種特殊的機制可能對喹諾酮類藥物具有重要作用 - 喹諾酮類藥物是非常廣泛使用的抗生素，其臨床耐藥性很常見，并且臨床上發(fā)生了新的突變。” “這也可能反映出對其他抗生素產生抗藥性的形成，其中抗藥性的主要途徑是新突變，而那些主要途徑是從其他細菌中獲得抗性基因的抗生素相反。”