以”毒”攻毒,用病毒杀死耐药菌,果然够毒

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所属分类:头条
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进化拉锯战

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作者:Ed Yong

编辑:Sophia 

抗生素滥用的现象越来越普遍,所以我们在与细菌作战的过程中败得很彻底。随着抗生素滥用频率的增高,细菌彻底无视于各类抗生素,能抵抗细菌的新抗生素越来越少。


抗生素滥用的现象越来越普遍。

更糟糕的是,细菌们的装备越来越先进,它们很容易转移彼此有用的基因(类似武器),当某种细菌拥有抵抗抗生素的某种基因武器的时候,其他细菌可以很容易分享这种基因武器(无私的细菌啊)。不过来自芬兰于韦斯屈莱大学的马迪•加拉苏瑞并没有发现武器交易的问题,他认为细菌有靶向能力。

通常情况下,帮助细菌抵抗抗生素的武器是一种环状的DNA,被命名为:质粒。质粒可以在细菌间交换。通过交换质粒细菌会很快获得耐药性。不过,质粒并不是完美的武器,它也会给细菌带来麻烦,质粒有时候会引来病毒。

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右侧的环状DNA(脱氧核糖核酸)即为质粒。图片来源:wikipedia

细菌的克星——噬菌体,听名字就知道了吧,专吞噬细菌的东西,可以感染细菌并杀死细菌。有些噬菌体甚至偏爱携带耐药基因的细菌。所以说事物总是有两面性的,新武器虽然可以抵抗抗生素却更吸引噬菌体。

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噬菌体结构示意图。图片来源:wikipedia

在近40几年时间里,科学家们已经发现某些噬菌体专门追逐有携带质粒的细菌,不过加拉苏瑞现在的研究证实,噬菌体追逐质粒细菌的特性对我们有用。他发现在细菌培养皿中,噬菌体可以显著的减少携带质粒的菌群,也就是说噬菌体可以选择性地杀死携带质粒的细菌。

加拉苏瑞主要研究两种肠道细菌,大肠杆菌和沙门氏菌,这两种细菌是携带耐药基因的菌种。在加拉苏瑞没有加噬菌体的时候,培养皿中的细菌可以抵抗抗生素。当加拉苏瑞加入一种叫PRD1的噬菌体的时候,细菌数量在10天内减少了5%。

随后,细菌们开始反击,它们开始丢掉质粒,质粒上的耐药基因也同被丢掉。很快的,这些没有质粒的细菌可以抵抗噬菌体,但是它们却能被大多数抗生素杀死。

这种策略并不完美。有一小部分的细菌既能抵抗噬菌体又能抵抗抗生素。加拉苏瑞发现,这一小部分细菌会形成克隆群,并且它们都失去了交换基因的能力。与正常细菌相比,它们的为了抵御两种侵害付出了巨大的代价。

大肠杆菌和沙门氏菌。图片来源:pixabay

质粒靶向杀死细菌是一种十分明智的策略。相比无止境的装备竞争(细菌与抗生素之间),质粒靶向让细菌付出了巨大的代价,让细菌难以抵抗。这就好比说,牵制敌人的武器枪械比去开发新的防弹背心更有利。

尽管听上去很不错,但加拉苏瑞对这项工作持谨慎态度。他表示,目前还在前期研究。细菌在噬菌体的环境压力下也开始进化。并且,并非所有的质粒都会引起噬菌体的偏好,有些质粒并不被噬菌体关注。加拉苏瑞表示,目前还需要了解更多。

目前人们争论加拉苏瑞的工作是否能应用与耐药菌的临床治疗中,不过可以说,这是一个好的方向。


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【拓展阅读】为了给大脑运药,科学家们竟从狂犬病毒那里“取经”?

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