抗生素如何幫助傳播耐藥性？

通過(guò)從環(huán)境中獲得抗性基因，細(xì)菌可能對(duì)抗生素變得不敏感。不幸的是，對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，抗生素誘導(dǎo)的應(yīng)激反應(yīng)激活了細(xì)胞吸收和整合微生物中外來(lái)DNA的能力。來(lái)自格羅寧根大學(xué)(UG)和洛桑大學(xué)的微生物學(xué)家現(xiàn)在描述了鏈球菌可以成為監(jiān)督者的新機(jī)制，以及為什么生物膜在這個(gè)過(guò)程中可能很重要。他們的研究結(jié)果發(fā)表在11月27日的《細(xì)胞報(bào)告》上。

UG博士生Jelles Leger在四年前描述了一種機(jī)制，通過(guò)這種機(jī)制，細(xì)菌可以增強(qiáng)從周?chē)h(huán)境中吸收DNA的能力。隨后，他的同事、洛桑大學(xué)維寧實(shí)驗(yàn)室的團(tuán)隊(duì)成員阿爾瑙多梅內(nèi)克(多梅內(nèi)克)成為《細(xì)胞報(bào)告》(Cell Reports)論文的第一作者，并因其誘導(dǎo)能力篩選了大量臨床相關(guān)物質(zhì)。兩種藥物脫穎而出：氨曲南和克拉維酸，這兩種藥物都用于抗感染?！暗钱?dāng)我們仔細(xì)觀察時(shí)，它們不會(huì)通過(guò)已知的機(jī)制影響這種能力，”斯拉格說(shuō)?！八晕覀冋{(diào)查了發(fā)生的事情?！?

細(xì)胞分裂

能力是通過(guò)釋放所謂的能力刺激肽(CSP)來(lái)誘導(dǎo)的。當(dāng)細(xì)胞受到壓力時(shí)，例如當(dāng)它們受到某些抗生素的攻擊時(shí)，就會(huì)分泌這種肽。只有當(dāng)它們周?chē)腃SP濃度達(dá)到一定閾值時(shí)，細(xì)胞才能變得有能力。“這是一個(gè)叫做群體感應(yīng)的過(guò)程。一旦足夠多的細(xì)胞受到影響，就會(huì)引發(fā)反應(yīng)。”隨著CSP分泌到環(huán)境中，所有細(xì)胞同時(shí)變得有能力。

然而，本研究中使用的鏈球菌細(xì)胞是不同的。斯拉格說(shuō)：“當(dāng)這些細(xì)胞分裂時(shí)，它們通常會(huì)形成一對(duì)母子。然而，針對(duì)這兩種藥物，它們開(kāi)始形成更長(zhǎng)的鏈，因?yàn)榧?xì)胞分裂的機(jī)制受到藥物的影響。當(dāng)這些鏈中的細(xì)胞分泌CSP時(shí)，局部濃度高于它們?cè)谂囵B(yǎng)基中自由游動(dòng)時(shí)的細(xì)胞對(duì)濃度。這意味著對(duì)于這些鏈中的細(xì)胞，群體感應(yīng)的局部閾值將更快達(dá)到。

生物膜

斯拉格：“通過(guò)這種機(jī)制，細(xì)胞群在不同的時(shí)間變得有能力。因此，我們通?？吹降乃屑?xì)胞都不是同步“脈沖”能力，但我們現(xiàn)在可以長(zhǎng)時(shí)間擁有感受態(tài)細(xì)胞。這一發(fā)現(xiàn)的一個(gè)有趣的方面是，細(xì)菌細(xì)胞并不像這些實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)中那樣在體內(nèi)自由漂浮，而是通常混合到生物膜中。例如，細(xì)菌通過(guò)分泌粘性分子產(chǎn)生這些生物膜，這為它們提供了免疫系統(tǒng)保護(hù)。

Slager說(shuō)：“在這些生物膜中，細(xì)胞緊密堆積在一起，這意味著這種能力可能受到局部群體感應(yīng)的調(diào)節(jié)，就像在我們的實(shí)驗(yàn)中一樣。"事實(shí)上，正如最近發(fā)現(xiàn)的那樣，刺激生物膜形成的基因與其他能力誘導(dǎo)基因一起被激活."這項(xiàng)研究的第一個(gè)結(jié)論是，在裝有培養(yǎng)基的燒瓶中培養(yǎng)自由游動(dòng)細(xì)菌的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)與臨床情況不同，在臨床情況下，細(xì)菌將在生物膜中生長(zhǎng)。此外，與本研究中使用的氨曲南和克拉維酸一樣，導(dǎo)致鏈形成的藥物也會(huì)因此增加抗生素耐藥基因的傳播。

啟發(fā)

這有什么臨床意義嗎？Slager說(shuō)：“這項(xiàng)研究主要是為了增加我們對(duì)抗生素耐藥基因傳播的基礎(chǔ)知識(shí)。”它告訴我們更多關(guān)于細(xì)胞如何通過(guò)群體感應(yīng)進(jìn)行交流。但也許，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這些知識(shí)可以用來(lái)干擾這種交流，并可能減少阻力的發(fā)展。

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