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好一招“金蝉脱壳”!人体内的细菌原来是这样躲避抗生素的

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发表于 2019-10-6 20:55:47 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
将近一百年前,弗莱明(Alexander Fleming)发现了青霉素(盘尼西林)。自此,人类进入抗生素时代,用这一有力武器对抗细菌感染,无数生命得以挽救。

而就在这几十年间,随着抗生素的使用越来越广泛,一些致病菌已演化出对常用抗生素的抵抗能力。抗生素耐药性,被世界卫生组织列为目前全球健康、食品安全和发展的最大威胁之一。

一方面,科学家们正在不断寻找新的抗生素;另一方面,为了知己知彼,一些科学家也在深入探究细菌抵挡抗生素的能力。英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)的一支研究团队,最近采用先进的技术,确认了细菌为躲避抗生素而使用的一招“金蝉脱壳”计,为某些持续的细菌感染疾病找到了可能的原因。这项研究发表于《自然》子刊Nature Communications。

研究人员与临床医生合作,从一些复发性尿路感染的老年患者那里采集了样本。这些患者接受过青霉素或其他抗生素的治疗,然而尿液中仍然存在多种致病细菌。

细致的观察和先进的鉴定技术显示,在患者使用抗生素期间,这些细菌为了生存竟然会脱去细胞壁!

▲本研究主要作者Katarzyna Mickiewicz博士(图片来源:Newcastle University)

“不妨把细胞壁想象成细菌穿的外套。”第一作者Katarzyna Mickiewicz博士做了一个浅显易懂的解释,“这件外套让细菌具有规则的形状,比如球形或杆状,并且起着保护作用,使它们更坚固。同时,这件显眼的外套也让它们很容易被’看见’,尤其是被人体免疫系统和青霉素等抗生素盯上。”

然而,有些细菌面对抗生素却脱去了外套,从高度规则的形态变成毫无定型的状态——科学家称之为“L型”。“人体难以轻易识别这种L型细菌,因而不会去攻击它们;抗生素也是如此。”作者说。

▲脱了“外套”不成形的大肠杆菌们(图片来源:参考资料[3])

其实,对于这项研究的负责人Jeff Errington博士来说,并不是第一次见识细菌的变形。在2018年,他们的研究团队发现,人体免疫系统可以在某种程度上诱导细菌转变成L型。

而在这项研究中,他们在患者的样本中,检测到多种与尿路感染有关的细菌,包括大肠杆菌、葡萄球菌、肠球菌等,都会脱去细胞壁,并首次拍下了这一过程。

▲从患者尿液样本中分离出的多种致病菌呈现出L型 (图片来源:参考资料[1])

研究人员还首次在录像中捕捉到了细菌穿回“外套”的一幕。从患者体内分离出的L型细菌,在撤除了抗生素后,仅仅经过5小时,它们又重新形成了细胞壁。

接下来,研究团队又进一步在生物体内验证了他们在培养条件中的观察结果。利用模式动物斑马鱼——一种全身透明的小鱼,研究者直接在显微镜下观察到,细菌在活的生物体内也会发生L型转变。

▲荧光标记斑马鱼的中性粒细胞,表明细菌的存在(图片来源:参考资料[3],作者:Serge Mostowy教授)

“在身体比较强健的患者体内,残留的L型细菌或许可以被人体免疫系统消灭。但是,对于体弱或老年的患者,就像我们这项研究中的患者,L型细菌可以存活,然后还能重新形成细胞壁,让患者再次面临感染。”Mickiewicz博士认为,细菌这种躲避抗生素的能力很可能就是患者反复发生尿路感染的一个主要原因。

研究人员指出,这些结果将提示医生,或许可以考虑用“组合拳”对付细菌,也就是,先用一种抗生素攻击细胞壁,然后再针对L型细菌用另一类抗生素,比如靶向细胞膜或细菌遗传物质的抗生素。

随着科学家们逐渐揭秘细菌的耐药能力,我们或许可以很快找到有效的治疗新策略。
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