研究人員發(fā)現(xiàn)耐抗生素細(xì)菌存在致命弱點(diǎn)
參考消息網(wǎng)11月27日?qǐng)?bào)道 據(jù)美國(guó)《科學(xué)日?qǐng)?bào)》網(wǎng)站11月16日?qǐng)?bào)道,近期的評(píng)估顯示,在未來(lái)25年里,致死性耐抗生素感染將迅速加劇。為了應(yīng)對(duì)這一公共衛(wèi)生危機(jī),科學(xué)家們正在細(xì)菌感染的復(fù)雜機(jī)制中尋找新解決方案。由加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校研究人員牽頭的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),耐抗生素細(xì)菌菌株存在一個(gè)致命弱點(diǎn)。
報(bào)道稱,加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校生物學(xué)院的居羅爾·敘埃爾教授及其同事與亞利桑那州立大學(xué)以及西班牙龐培法布拉大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室合作,對(duì)枯草芽孢桿菌的抗生素耐藥性進(jìn)行了研究。他們開(kāi)展這項(xiàng)研究的動(dòng)機(jī)源于這樣一個(gè)疑問(wèn):當(dāng)細(xì)菌的變異菌株獲得了耐抗生素優(yōu)勢(shì),它們?yōu)槭裁床粫?huì)大量繁殖并占據(jù)種群優(yōu)勢(shì)呢?相較于其他缺乏類似抗生素耐藥性的細(xì)菌而言,這類變異菌株本應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位,但實(shí)際情況并非如此,這是為什么呢?
發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的研究結(jié)果表明,抗生素耐藥性的出現(xiàn)是有代價(jià)的。雖然抗生素耐藥性為細(xì)菌的生存提供了一些優(yōu)勢(shì),但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),它也與一種生理學(xué)限制相關(guān)聯(lián),正是這種限制阻礙了其占據(jù)主導(dǎo)地位的可能。研究人員指出,這一事實(shí)有可能被利用來(lái)阻止抗生素耐藥性的傳播。
加利福尼亞大學(xué)圣迭戈分校分子生物學(xué)系的敘埃爾說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn)了耐抗生素細(xì)菌的一個(gè)致命弱點(diǎn)。我們可以利用這一點(diǎn),在不使用藥物或有害化學(xué)物質(zhì)的情況下抑制抗生素耐藥性的形成。”
所有活細(xì)胞都會(huì)自發(fā)出現(xiàn)脫氧核糖核酸(DNA)的突變,包括細(xì)菌內(nèi)的細(xì)胞。其中一些突變會(huì)導(dǎo)致抗生素耐藥性的出現(xiàn)。敘埃爾及其同事聚焦于與核糖體相關(guān)的生理機(jī)制。核糖體是細(xì)胞內(nèi)的微型“機(jī)器”,在蛋白質(zhì)合成以及遺傳密碼的翻譯過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。
所有細(xì)胞都依賴諸如鎂離子之類的帶電離子來(lái)生存。核糖體依賴鎂離子,因?yàn)檫@種金屬陽(yáng)離子有助于穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)和發(fā)揮其功能。然而,在這項(xiàng)新研究中,原子尺度的建模發(fā)現(xiàn),賦予抗生素耐藥性的核糖體變異體與為活細(xì)胞提供能量的三磷酸腺苷分子對(duì)鎂離子的爭(zhēng)搶相當(dāng)激烈。數(shù)學(xué)模型進(jìn)一步表明,這會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)核糖體和三磷酸腺苷之間為爭(zhēng)奪有限的鎂離子展開(kāi)一場(chǎng)“拔河比賽”。
在對(duì)枯草芽孢桿菌內(nèi)一種名為“L22”的核糖體變異體進(jìn)行研究時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn),與不具備抗生素耐藥性的正常“野生型”核糖體相比,對(duì)于鎂離子的爭(zhēng)奪更能阻礙L22的生長(zhǎng)。因此,這種爭(zhēng)奪給具有耐藥性的變異細(xì)菌帶來(lái)了生理上的損失。
敘埃爾說(shuō):“雖然我們通常認(rèn)為抗生素耐藥性對(duì)細(xì)菌的生存來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)重大優(yōu)勢(shì),但我們發(fā)現(xiàn),如何解決其所處環(huán)境中鎂離子數(shù)量有限問(wèn)題對(duì)細(xì)菌的繁殖更為重要!
這一新發(fā)現(xiàn)的弱點(diǎn)現(xiàn)在可以被當(dāng)作一個(gè)靶點(diǎn),在不使用藥物或有毒化學(xué)物質(zhì)的情況下遏制抗生素耐藥性的出現(xiàn)。例如,或許可以螯合細(xì)菌環(huán)境中的鎂離子,這樣應(yīng)該能有選擇性地抑制耐藥菌株,而不會(huì)影響可能對(duì)我們健康有益的野生型細(xì)菌。敘埃爾說(shuō):“我們的研究證明,通過(guò)更好地了解耐抗生素細(xì)菌的分子和生理特性,我們能夠找到不用藥物控制它們的新方法!
10月,敘埃爾和他來(lái)自芝加哥大學(xué)的同事宣布了另一種應(yīng)對(duì)耐抗生素細(xì)菌這一健康危機(jī)的方法。他們研發(fā)出一種生物電子設(shè)備,利用我們皮膚上某些細(xì)菌的自然電活動(dòng),為另一種無(wú)需藥物治療感染的方法鋪平了道路。這一醫(yī)學(xué)進(jìn)展已被證實(shí)能夠減輕表皮葡萄球菌的有害影響。表皮葡萄球菌是一種常見(jiàn)細(xì)菌,可引發(fā)醫(yī)院獲得性感染并助長(zhǎng)抗生素耐藥性。在這兩項(xiàng)研究中,研究人員都利用了帶電離子來(lái)控制細(xì)菌。
敘埃爾說(shuō):“有效的抗生素正日漸匱乏,幾十年來(lái)濫用抗生素已導(dǎo)致抗生素在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散,從北極到海洋,再到我們的地下水。我們需要一種無(wú)藥物替代方案來(lái)治療細(xì)菌感染,我們最近的兩項(xiàng)研究展示了我們確實(shí)能夠無(wú)需藥物就實(shí)現(xiàn)對(duì)耐抗生素細(xì)菌的控制!保ň幾g/涂頎)
(責(zé)任編輯:歐云海)