超级细菌“特种兵”！鲍曼不动杆菌可进入深度睡眠以在恶劣条件下存活

由法兰克福歌德大学贝特·阿弗霍夫（Beate Averhoff）和沃尔克·穆勒（Volker Müller）领导的研究小组发现了一种可怕的医院病原体的基本生存机制，叫做鲍曼不动杆菌基本生存机制。这种机制解释了为什么病原体在医院里很难根除，以及为什么会在病人身上反复感染爆发：当条件变得不利于细菌生存时，它们就会陷入一种沉睡状态。在这种状态下，传统的诊断方法将无法再检测到它们，也不可能杀死它们。当生活条件再次改善时，他们就会从这种“沉睡”中醒来。

鲍曼不动杆菌是一种极其危险的病原体，在医院等场所都有发现，其中许多细菌菌株对不同类别的抗生素具有抗药性。在伊拉克战争期间，鲍曼不动杆菌感染首次被大规模观察到，此后在全球范围内迅速增加，这也是为什么世界卫生组织（WHO）将鲍曼不动杆菌列入急需新药的细菌名单。鲍曼不动杆菌的危险传播在于抗生素耐药性，还在于其巨大的适应性：即使在干燥和高盐度等恶劣条件下，它也能繁衍生息，因此能够在人体内不同生态系统中繁殖，如：膀胱、皮肤表面和肺部。以法兰克福歌德大学沃尔克·穆勒教授为发言人的德国研究基金会第 2251 研究单位 (FOR) 2251 自 2017 年以来一直在研究这些适应策略的分子基础。

如今，FOR 2251子项目的两位负责人贝特·阿弗霍夫教授和沃尔克·穆勒教授领导的研究小组发现了不动杆菌中以前未知的适应机制。当生活条件变得不适宜时，许多细菌会进入近乎类似死亡的休眠状态。它们会永久性地进入没有代谢活动的状态，被称为“孢子”。

然而，正如研究小组发现的那样，鲍曼不动杆菌可以形成特殊的细胞作为替代，这些细胞处于一种深度睡眠状态。尽管这些细胞仍然显示出存活和呼吸的迹象，但无法在培养皿中的培养基上培养它们。“例如，我们从霍乱细菌中了解到这种状态；它被称为可存活但不可培养 (VBNC) 状态，”穆勒解释道。该研究的第一作者 Patricia König最近发表在著名期刊mBio上，报告称细菌可以在这种状态下存活很长时间：“我们已经让细菌在VBNC深度睡眠中保持了11个月，并定期检查我们是否还能叫醒他们。这项研究仍在进行中，还看不到结束的迹象。”

在高盐浓度的压力下，一些培养的鲍曼不动杆菌几天后就会死亡（橙色点），但许多细菌会继续处于深度睡眠状态（绿色点）

研究人员能够通过提高培养基的盐含量来触发不动杆菌细菌中的VBNC状态，而且还可以通过冰箱（4°C）和发烧温度（42°C）、干燥和通过延迟时间来触发不动杆菌细菌中的VBNC状态去除氧气。在所有情况下，在摇床中“恢复”两天并提供最佳的营养和氧气供应后，有可能再次“唤醒”细菌。

问题在于，通过在培养基上培养来检测细菌仍然是医学和食品控制的黄金标准。贝特·阿弗霍夫解释道：“想象一下：一名鲍曼不动杆菌感染的患者接受抗生素治疗，在7天后，培养皿上不再生长不动杆菌。医生和患者都认为细菌已经消失，但事实并非如此，鲍曼不动杆菌只是在身体的角落和缝隙中沉睡，等待下一个更好的机会再次醒来、繁殖并再次引发患者的症状。这是极其危险的，特别是在多重耐药细菌的情况下。”

我们希望这将有助于为我们开发针对鲍曼不动杆菌的更有效的治疗概念做出贡献。更重要的是，除了培养皿之外，我们还需要使用更灵敏的方法来检测它，例如 PCR，它也可用于发现 VBNC 细胞。”

在治疗方面，在向睡眠状态过渡中发挥重要作用的蛋白质可能构成新的切入点。研究小组已经识别出了几种这样的蛋白质。König说：“我们必须学会了解这些蛋白质的作用。这将为开发针对它们的抑制剂奠定基础，这些抑制剂可以与抗生素一起使用，以防止细菌陷入危险的睡眠状态。”