抗生素通常并不促進(jìn)

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員證實(shí)除了一些特殊的情況外，抗生素并不像之前所認(rèn)為的那樣促進(jìn)細(xì)菌抗生素耐藥性擴(kuò)散。相關(guān)研究結(jié)果于2016年4月11日在線發(fā)表在Nature Microbiology期刊上，論文標(biāo)題為“Antibiotics as a selective driver for conjugation dynamics”。

毋庸置疑地，過(guò)度使用抗生素是不斷增加的危機(jī)的關(guān)鍵所在，但是這項(xiàng)新研究提示著存在差異的細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)生率和死亡率而不是DNA交換才應(yīng)該受責(zé)備。這些結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)抗生素治療方案避免細(xì)菌耐藥性擴(kuò)散產(chǎn)生影響。

論文通信作者、杜克大學(xué)工程學(xué)副教授Lingchong You說(shuō)，“在這個(gè)領(lǐng)域，人們都知道過(guò)度使用抗生素的巨大問(wèn)題。認(rèn)為抗生素通過(guò)增加細(xì)菌彼此之間分享抗藥性基因的速率促進(jìn)耐藥性擴(kuò)散是相當(dāng)誘人的，但是我們的研究證實(shí)它們經(jīng)常不是這樣的。”

人們很早就知道細(xì)菌通過(guò)一種被稱作接合（conjugation）的過(guò)程交換DNA，其中接合過(guò)程允許有用的基因在不同個(gè)體之間甚至不同物種之間快速擴(kuò)散。

鑒于當(dāng)抗生素不能殺死耐藥性細(xì)菌，這些耐藥性細(xì)菌的數(shù)量在增加，因此科學(xué)家們認(rèn)為這些抗生素藥物增加發(fā)生的基因交換數(shù)量。但是也有一些人認(rèn)為這些藥物可能殺死兩種進(jìn)行基因交換的“親本”菌株，從而允許一種新產(chǎn)生的耐藥性菌株茁壯成長(zhǎng)。

論文*作者、You實(shí)驗(yàn)室博士生Allison Lopatkin說(shuō)，“之前的研究不能區(qū)分開(kāi)這兩種看法，但是我們的研究能夠做到這點(diǎn)。我們?cè)趩渭?xì)胞水平上證實(shí)耐藥性基因交換一點(diǎn)不受抗生素影響，這與文獻(xiàn)中的記載相反。”

在實(shí)驗(yàn)中，Lopatkin讓細(xì)菌處于一種假死狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，它們沒(méi)有死亡，也不能繁殖，但是它們?nèi)匀荒軌蚪粨Q基因。因?yàn)榧?xì)菌細(xì)胞的產(chǎn)生率和死亡率不再發(fā)生變化，研究人員能夠觀察基因交換率如何對(duì)抗生素作出反應(yīng)。

研究人員測(cè)試了9種通常與耐藥性快速擴(kuò)散相關(guān)聯(lián)的臨床病原菌，然后讓它們接觸10種常見(jiàn)的藥物，其中每種藥物代表著每種主要的抗生素類型。在每次測(cè)試中，基因交換率保持平穩(wěn)，而且在一些情形下，隨著使用的抗生素濃度增加，這種交換率實(shí)際上還會(huì)略有下降。

You說(shuō)，“這似乎表明當(dāng)加入抗生素時(shí)，這種DNA交換已經(jīng)發(fā)生，而且繼續(xù)如此。依賴于抗生素藥物的劑量，這些藥物能夠讓新產(chǎn)生的耐藥性細(xì)菌成為贏家。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，這種新的菌株在進(jìn)行一些生長(zhǎng)后將比開(kāi)展這些測(cè)試前更加普遍存在。”

You指出存在一些已被證實(shí)的例子說(shuō)明抗生素直接誘導(dǎo)負(fù)責(zé)導(dǎo)致耐藥性的基因表達(dá)，但是它們是非常特殊的。比如，抗生素四環(huán)素誘導(dǎo)只轉(zhuǎn)移四環(huán)素耐藥性的基因表達(dá)。

這項(xiàng)新研究證實(shí)除了存在這些例外的情形之外，抗生素并不通過(guò)在細(xì)胞水平上誘導(dǎo)全局變化而促進(jìn)耐藥性擴(kuò)散。研究人員希望很快開(kāi)展進(jìn)一步研究以便有助臨床醫(yī)生設(shè)計(jì)出更好的抗生素治療方案。

You說(shuō)，“這對(duì)我們?nèi)绾卧O(shè)計(jì)抗生素劑量和方案產(chǎn)生直接影響。一些抗生素組合能夠顯著地促進(jìn)整體耐藥性轉(zhuǎn)移動(dòng)態(tài)變化。另一方面，其他的抗生素組合能夠非常好地抑制這些病原菌，同時(shí)不會(huì)促進(jìn)基因轉(zhuǎn)移。我們希望在隨后的研究中解決這些問(wèn)題。我們正試圖了解如何以一種有效的但不會(huì)促進(jìn)抗生素耐藥性擴(kuò)散的方式設(shè)計(jì)這些抗生素治療方案。”

藥性基因擴(kuò)散