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多篇文章解读抗生素耐药研究新进展!

来源:本站原创 2019-10-20 23:27

本文中,小编整理了近期科学家们取得的多项研究成果,共同解读他们在抗生素耐药研究领域取得的新成果!分享给大家!

图片来源:NIH

【1】Nat Microbiol:抗生素治疗或会改变早产婴儿机体的微生物群落 促进抗生素耐药性肠道菌群的产生

doi:10.1038/s41564-019-0550-2

近日,一项刊登在国际杂志Nature Microbiology上的研究报告中,来自华盛顿大学圣路易斯医学院的科学家们通过研究发现,利用抗生素治疗早产儿超过20个月似乎会促进其机体中耐多药肠道菌群的发展。

文章中,研究人员使用高速DNA测序和先进的计算分析技术对32名婴儿的粪便样本进行分析,这些婴儿均为早产儿,其接受了21个月的抗生素治疗,包括在新生儿重症监护室及出院后;另外9名婴儿接受了不到一星期的抗生素治疗,17名健康的婴儿和晚出生的婴儿并未接受抗生素治疗。与其他婴儿相比,长期接受抗生素治疗的婴儿肠道中细菌种类较少,而且这些细菌含有更多的抗生素耐药性基因。

【2】Science:惊呆!从2000年至今诸如猪肉等食用动物的抗生素耐药性增加了近两倍!

doi:10.1126/science.aaw1944

近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自普林斯顿大学等机构的科学家们通过研究发现,发展中国家对动物蛋白需求日益增长导致了牲畜抗生素的大量使用,这就使得容易从动物传播给人类的致病菌抗生素耐药性几乎增加了两倍。

文章中,研究人员收集了全球将近1000篇已经发表和未发表的兽医学相关的报道,绘制出了低收入和中等收入国家的抗生素耐药图谱,研究人员重点对大肠杆菌、弯曲菌、沙门菌和金黄色葡萄球菌进行研究,这些细菌均会引起动物和人类严重疾病的发生。研究者发现,从2000年到2018年,发展中国家耐药率超过50%的抗生素比例在鸡中从0.15增加到了0.41,在猪中从0.13增加到了0.34;也就是说,用于治疗的抗生素在供人类食用的40%的鸡和三分之一的猪身上进行治疗时有超过一半时间都是无效的。

【3】Cell:工程化噬菌体能够杀伤抗生素耐药性病原菌

doi:10.1016/j.cell.2019.09.015

在与细菌抗生素耐药性的斗争中,许多科学家一直在尝试利用噬菌体感染并杀死细菌

噬菌体杀死细菌的机制与抗生素不同,并且它们可以靶向特定菌株,使其成为潜在的,克服多重耐药性问题的选择。然而,快速发现和优化具有明确靶向性的噬菌体“药物”目前来看还是充满挑战的。

在一项新的研究中,麻省理工学院的生物学工程师表明,他们可以通过对与宿主细胞结合的蛋白进行突变,从而对噬菌体进行快速编程,以杀死不同类型的大肠杆菌。此外,研究人员发现,这些工程化的噬菌体也不太可能引起细菌的抗药性。

【4】Nat Chem:新研究揭示靶向杀伤耐药菌的抗生素合成机制

doi:10.1038/s41557-019-0335-5

鲍曼不动杆菌是WHO官方宣称的三大严重病原体之一。最近沃里克大学化学系的研究人员阐明了抗生素enacyloxin酶促反应的机制,或许有助于对抗鲍曼不动杆菌的感染。在以前的论文中,华威大学和卡迪夫大学的研究人员表明,一种名为烯丙胺毒素的分子对鲍曼不动杆菌有效。但是,需要对该分子进行改造,使其适合治疗人类病原体引起的感染。

达到这一目的的第一步是了解用于制造烯丙胺毒素的细菌内部组装该毒素的分子机制。在发表在《Nature Chemistry》杂志上的题为“A dual transacylation mechanism for polyketide synthase chain release in enacyloxin antibiotic biosynthesis”的论文中,研究人员确定了负责将抗生素的两种成分结合在一起的酶。

【5】ACS Chem Biol:抗生素耐药性细菌治疗新突破

doi:10.1021/acschembio.9b00373

铜绿假单胞菌是一种危险的病原菌,常出现在医院环境中以及对免疫系统较弱的人群引起感染,并可能导致血液感染和肺炎的发生,严重情况下甚至会有生命危险。据世界卫生组织称,铜绿假单胞菌对抗生素具有很高的耐受性力,因此迫切需要其他治疗策略。

铜绿假单胞杆菌体内存在一种特殊的系统,使它们能够从人体获取铁元素。铁对于细菌的生长和生存至关重要,但是在人类中,铁大部分被保持在血红蛋白的“血红素”复合物中。为了得到铁元素,铜绿假单胞菌和其他细菌分泌一种称为HasA的蛋白质,该蛋白质可锁定于血液中的血红素中。通过“膜受体识别”的方式,允许血红素进入细菌细胞,而HasA在被回收之后能够循环利用,以吸收更多的血红素。名古屋大学的生物无机化学家Osami Shoji和合作者找到了一种破坏“血红素采集系统”的方法。他们开发了一种由HasA和色素镓酞菁(GaPc)形成的粉末,当将其释放于铜绿假单胞菌培养物中时,细菌会吸收它们。

图片来源:theconversation.com

【6】Mol Bio Evo:基因组学研究揭示细菌抗生素耐药性如何在不同物种间传播

doi:10.1093/molbev/msz169

在最近一项研究中,来自克莱姆森大学的研究者们记录了人体内寄生菌所产生的抗生素耐药性基因向其它物种内寄生菌横向传播的趋势。每年都会有大量的人群患有各种人畜共患病,这些疾病通常通过食物,水或与动物直接接触传播,而直接导致疾病发生的病原菌则包括沙门氏菌,大肠杆菌,炭疽等。

对此,研究员Richards认为,人类体内抗生素抗性基因的出现最有可能是由于过度使用抗生素类药物导致的。“我们发现这些抗生素抗性基因可以从人类传播到家畜,宠物和野生动物中”,作者推测,这一特殊的遗传物质可能是在动物处理过程中或通过废水径流传播的。

【7】Nature:意外!沙门氏菌竟会在肠道中促进抗生素耐药性质粒的传播!

doi:10.1038/s41586-019-1521-8

通过突变或获得耐药质粒等遗传物质而出现的耐药细菌是一个重大的公共卫生问题。持久性细菌是一种个细菌亚群,它们通过可逆地调整自身的生理结构而躲过抗生素的杀伤作用存活,并能促进耐抗生素突变体的出现。近日来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的Médéric Diard和Wolf-Dietrich Hardt领导的研究团队研究了持久性细菌是否也能促进抗性质粒的传播,相关研究成果发表在Nature上。

与突变相反,耐药性质粒的转移需要供体和受体菌株同时发生。在实验中,研究人员选择了兼性胞内肠内病原体沙门氏菌S. Typhimurium和大肠杆菌(Escherichia coli),它们是微生物中的常见成员。S. Typhimurium在一些宿主组织中形成能在抗生素治疗中存活的持久性细菌。在这项最新研究中,研究人员证明了与组织相关的S. Typhimurium持久性菌代表了质粒供体或受体的长寿库。持续型S. Typhimurium的细菌库的形成需要沙门氏菌致病性岛(SPI)-1和/或内脏相关组织中的SPI-2,或全身部位的SPI-2。研究人员发现,将这些永久细菌重新播种到肠道内,可以使供体与肠内受体同时存在,从而有利于在不同的肠杆菌科菌株之间转移质粒。

【8】Science子刊:抗生素耐药性新机制!缓慢生长足以导致细菌持久性形成

doi:10.1126/scisignal.aax3938

细菌可以通过它们先前存在的遗传谱介导的表型变化抵抗抗生素的杀灭。这些变化可以在这个细菌群体的很大一部分中短暂地表现出来,从而产生耐受性,或者在这个细菌群体的较小部分中表现出来,从而产生持久性(persistence)。这种持久性使得细菌即便不携带对特定抗生素产生抗性的突变或基因,也能够在抗生素治疗中存活下来。除了破坏抗生素使用之外,耐受性细菌和持久性细菌促进抗生素抗性突变体的出现。

人们已提出几种模型来解释细菌持久性的形成,包括毒素-抗毒素模块(toxin-antitoxin module)中的毒素激活,信号分子鸟苷四(五)磷酸[(p)ppGpp]的产生,以及细胞内三磷酸腺苷(ATP)丰度的下降。概言之,他们将细菌持久性的形成归因于特定蛋白、代谢物和信号分子的丰度改变。在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员报道尽管这些蛋白、代谢物和信号分子的丰度发生了变化,但是细菌持久性的形成仅由缓慢生长所导致的,相关研究结果发表在Science Signaling期刊上。

【9】Science:重磅!揭示细菌在接触抗生素时产生抗药性新机制

doi:10.1126/science.aav6390

大肠杆菌能够合成抗药性蛋白,即便在旨在抑制细胞生长的抗生素存在下,也是如此。这是法国研究人员在一项新的研究中报道的研究结果。他们还发现了这种细菌是如何实现这一壮举的:一种保存完好的膜泵将抗生素从细胞中转运出去---只要足够长的时间就可以让细胞有时间接受来自相邻细胞的编码抗药性蛋白的DNA,相关研究结果发表Science期刊上。

研究者最初开始开发一种实时显微镜系统的项目,以便详细观察质粒转移---细菌细胞彼此分享DNA的过程。通过使用精心设计的荧光蛋白,一旦它们在新的宿主体内表达,他们就能够追踪质粒将编码它们的DNA从供体细胞转移到受体细菌以及所表达的荧光蛋白。他们以大肠杆菌习惯性地分享抗生素耐药基因为例,观察到通过将编码TetA蛋白---一种让细胞对四环素产生耐药性的膜泵---的DNA从细胞中运出,从而将它传递出去。不久之后,他们观察到质粒DNA进入非耐药性细胞中,一段时间后,红色荧光点出现在受者细胞的膜上,这表明TetA蛋白发生表达,而且这些非耐药性细胞对四环素产生抗性。

【10】BMC Infect Dis:突破!科学家仅需几分钟就能检测细菌的抗生素耐药性!

doi:10.1186/s12879-019-3762-4

近日,一项刊登在国际杂志BMC Infectious Diseases上的研究报告中,来自美国大学的科学家们通过研究开发出了一种新型高敏感性的快速检测技术,其能帮助检测细菌是否携带有对常见两种抗生素耐药性的基因,这两种抗生素能用来治疗链球菌性喉炎和其它呼吸道疾病。这种新技术与基于培养的方法一样准确,但却能在几分钟内得出结果,而并非是几个小时或几天。

这种新型的快速检测技术能帮助确定一个人是否被携带有大环内酯外排基因A或met(A)的细菌所感染,met(A)能 促进细菌对红霉素和阿奇霉素产生耐药性,阿奇霉素最常用于治疗链球菌性喉炎,其也是在美国最常使用的一种抗生素。研究者John R. Bracht教授说道,这种检测技术能在运行10分钟内检测到靶基因,而标准的抗生素检测试验则只要需要过夜培养,而且通常并不会在常规诊断工作中进行,临床医生通常会根据以往的经验和建议来猜测首先给患者使用哪种抗生素,若治疗失败的话就需要重新调整用药了。(生物谷Bioon.com)

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