研究人员发现耐(nai)抗生素细菌存在致命弱点,耐(nai)药性,埃尔,离(li)子
2024-12-05 13:56:00
参考消息网11月27日报道据美国《科学(xue)日报》网站11月16日报道，近期的(de)评估显示，在未来25年里，致死性耐(nai)抗生素感染将迅速(su)加剧。为了应对这一公共卫生危(wei)机，科学(xue)家们正在细菌感染的(de)复(fu)杂机制中寻找新解决方案。由加利福尼(ni)亚大学(xue)圣迭戈分校研究人员牵头的(de)一项研究发现，耐(nai)抗生素细菌菌株存在一个致命弱点。
报道称，加利福尼(ni)亚大学(xue)圣迭戈分校生物学(xue)院的(de)居罗尔·叙埃尔教授及其同事与亚利桑那州立大学(xue)以(yi)及西班牙庞培法布拉大学(xue)的(de)实验室合作，对枯草芽(ya)孢杆菌的(de)抗生素耐(nai)药性进行(xing)了研究。他们开(kai)展这项研究的(de)动机源于这样一个疑问：当细菌的(de)变(bian)异菌株获得了耐(nai)抗生素优势，它们为什么不会大量繁殖并占据种群优势呢？相较于其他缺乏(fa)类似抗生素耐(nai)药性的(de)细菌而言，这类变(bian)异菌株本应占据主导地(di)位，但(dan)实际情况并非如此，这是为什么呢？
发表在《科学(xue)进展》杂志上的(de)研究结果表明，抗生素耐(nai)药性的(de)出现是有(you)代价的(de)。虽(sui)然(ran)抗生素耐(nai)药性为细菌的(de)生存提供了一些优势，但(dan)研究团队发现，它也(ye)与一种生理学(xue)限制相关联，正是这种限制阻碍了其占据主导地(di)位的(de)可能。研究人员指出，这一事实有(you)可能被利用来阻止抗生素耐(nai)药性的(de)传播。
加利福尼(ni)亚大学(xue)圣迭戈分校分子生物学(xue)系的(de)叙埃尔说：“我们发现了耐(nai)抗生素细菌的(de)一个致命弱点。我们可以(yi)利用这一点，在不使用药物或有(you)害化学(xue)物质的(de)情况下抑制抗生素耐(nai)药性的(de)形(xing)成(cheng)。”
所有(you)活细胞都(dou)会自发出现脱氧核糖(tang)核酸(DNA)的(de)突变(bian)，包括细菌内的(de)细胞。其中一些突变(bian)会导致抗生素耐(nai)药性的(de)出现。叙埃尔及其同事聚焦于与核糖(tang)体相关的(de)生理机制。核糖(tang)体是细胞内的(de)微型(xing)“机器”，在蛋白质合成(cheng)以(yi)及遗(yi)传密码的(de)翻译过程中起(qi)着关键作用。
所有(you)细胞都(dou)依赖诸(zhu)如镁离(li)子之类的(de)带电离(li)子来生存。核糖(tang)体依赖镁离(li)子，因(yin)为这种金属阳离(li)子有(you)助于稳定其结构和发挥其功能。然(ran)而，在这项新研究中，原子尺度的(de)建模发现，赋予抗生素耐(nai)药性的(de)核糖(tang)体变(bian)异体与为活细胞提供能量的(de)三(san)磷酸腺苷分子对镁离(li)子的(de)争抢相当激烈。数学(xue)模型(xing)进一步表明，这会导致细胞内核糖(tang)体和三(san)磷酸腺苷之间(jian)为争夺有(you)限的(de)镁离(li)子展开(kai)一场(chang)“拔河比赛”。
在对枯草芽(ya)孢杆菌内一种名为“L22”的(de)核糖(tang)体变(bian)异体进行(xing)研究时，研究人员发现，与不具备抗生素耐(nai)药性的(de)正常(chang)“野生型(xing)”核糖(tang)体相比，对于镁离(li)子的(de)争夺更能阻碍L22的(de)生长。因(yin)此，这种争夺给具有(you)耐(nai)药性的(de)变(bian)异细菌带来了生理上的(de)损失。
叙埃尔说：“虽(sui)然(ran)我们通(tong)常(chang)认为抗生素耐(nai)药性对细菌的(de)生存来说是一项重大优势，但(dan)我们发现，如何解决其所处(chu)环境中镁离(li)子数量有(you)限问题对细菌的(de)繁殖更为重要。”
这一新发现的(de)弱点现在可以(yi)被当作一个靶点，在不使用药物或有(you)毒化学(xue)物质的(de)情况下遏(e)制抗生素耐(nai)药性的(de)出现。例如，或许可以(yi)螯(ao)合细菌环境中的(de)镁离(li)子，这样应该(gai)能有(you)选择性地(di)抑制耐(nai)药菌株，而不会影(ying)响可能对我们健康(kang)有(you)益的(de)野生型(xing)细菌。叙埃尔说：“我们的(de)研究证明，通(tong)过更好地(di)了解耐(nai)抗生素细菌的(de)分子和生理特性，我们能够找到不用药物控(kong)制它们的(de)新方法。”
10月，叙埃尔和他来自芝加哥大学(xue)的(de)同事宣布了另一种应对耐(nai)抗生素细菌这一健康(kang)危(wei)机的(de)方法。他们研发出一种生物电子设(she)备，利用我们皮肤上某些细菌的(de)自然(ran)电活动，为另一种无需药物治疗(liao)感染的(de)方法铺平了道路。这一医学(xue)进展已被证实能够减轻表皮葡萄球菌的(de)有(you)害影(ying)响。表皮葡萄球菌是一种常(chang)见细菌，可引发医院获得性感染并助长抗生素耐(nai)药性。在这两项研究中，研究人员都(dou)利用了带电离(li)子来控(kong)制细菌。
叙埃尔说：“有(you)效的(de)抗生素正日渐匮乏(fa)，几(ji)十年来滥用抗生素已导致抗生素在全球范围内扩散(san)，从北极到海洋，再到我们的(de)地(di)下水(shui)。我们需要一种无药物替代方案来治疗(liao)细菌感染，我们最近的(de)两项研究展示了我们确实能够无需药物就实现对耐(nai)抗生素细菌的(de)控(kong)制。”（编译/涂(tu)颀）
美国加利福尼(ni)亚州萨克拉门托，一名药剂师手拿一瓶抗生素盐酸多西环素。（美联社）
