發(fā)現(xiàn)微生物出現(xiàn)耐藥性新機(jī)制
2014-08-08 09:08:25
抗生素是治療細(xì)菌性感染性疾病的有效藥物,但人們已經(jīng)發(fā)行細(xì)菌和真菌這類(lèi)微生物,可以通過(guò)基因突變來(lái)抵擋抗菌素或抗真菌劑等藥物的攻擊,會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥。
抗生素是治療細(xì)菌性感染性疾病的有效藥物,但人們已經(jīng)發(fā)行細(xì)菌和真菌這類(lèi)微生物,可以通過(guò)基因突變來(lái)抵擋抗菌素或抗真菌劑等藥物的攻擊,會(huì)使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥。在此之前這類(lèi)微生物的永久突變一度被認(rèn)為是耐藥菌株發(fā)展進(jìn)化的唯一途徑。現(xiàn)在,一項(xiàng)新的研究成果認(rèn)為,微生物可以通過(guò)對(duì)藥物靶點(diǎn)進(jìn)行“暫時(shí)靜默”來(lái)獲得抗藥功能給其帶來(lái)的好處,這種行為被稱(chēng)為“表現(xiàn)突變”。這一成果刊登在7月27日的《自然》雜志上。
據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)7月27日?qǐng)?bào)道,雖然科學(xué)家在一種“卷枝毛霉菌”中發(fā)現(xiàn)了這種新機(jī)制,但其他霉菌以及細(xì)菌、病毒和其他微生物都可能使用這種機(jī)制來(lái)抵抗多種藥物的治療。杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院分子遺傳學(xué)和微生物學(xué)部主任約瑟夫·海曼博士說(shuō):“這種機(jī)制賦予微生物更大的靈活性。經(jīng)典的孟德?tīng)栠z傳定律下的突變像一個(gè)傳統(tǒng)的婚姻,具有長(zhǎng)期約束力。這些‘表現(xiàn)突變’是可逆的,更像是未婚同居那樣,如果條件發(fā)生變化,它更容易回到原來(lái)的路上。”
事實(shí)上,“表現(xiàn)突變”是如此的短暫,以至于研究者幾乎忽略了它們的存在。研究生塞西莉亞·沃爾來(lái)自海特曼和瑪利亞·卡迪納斯實(shí)驗(yàn)室,她一直在尋找一種突變,這種突變使被人類(lèi)感染的卷枝毛霉菌病原體能對(duì)抗菌藥FK506(被稱(chēng)為“他克莫司”)產(chǎn)生抗藥性。這種病原體導(dǎo)致少量但致命的真菌性毛霉菌病,這種新型傳染性疾病主要攻擊免疫系統(tǒng)虛弱的人。
按照典型的藥物耐藥性實(shí)驗(yàn)程序,沃爾首先在含有抗真菌藥物的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)病原體。她發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)藥物治療后,生存下來(lái)的少量病原體看上去有點(diǎn)奇怪,它們?cè)阶冊(cè)叫≈敝林饾u停止繁殖。沃爾分離這些病原體菌株,并對(duì)以抗菌藥FK506為突變目標(biāo)的KBP12基因進(jìn)行測(cè)序,以期尋找可能被賦予抗藥性的基因突變現(xiàn)象。然而,她在大約三分之一的分離菌株中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何突變,更重要的是,沃爾發(fā)現(xiàn)拿走藥物后,很多突變物種逐漸“消失”,看起來(lái)不像是突變了的物種,而更像病原體原菌。
研究人員開(kāi)始懷疑,是否存在一種被稱(chēng)為“RNA介入”的現(xiàn)象,亦或是RNAi(RNA干擾)的存在,導(dǎo)致了耐藥性的不穩(wěn)定。RNAi能使用“RNA位元”讓特定的基因靜默。
所以卡洛在耐藥性分離菌株中尋找小分子RNA的存在。她在含有FKBP12基因的突變菌株中沒(méi)有找到小分子RNA,卻在那些缺乏基因突變的菌株中發(fā)現(xiàn)了小分子RNA的蹤影。重要的是,卡洛發(fā)現(xiàn),這些小分子RNA只靜默了FKBP12基因,基因組中的其他基因位點(diǎn)并沒(méi)有被靜默。
結(jié)果表明,卷枝毛霉菌可以用兩種不同的方法產(chǎn)生耐藥性,一種是穩(wěn)定地通過(guò)永久突變達(dá)到目的,另一種是暫時(shí)地通過(guò)可逆突變達(dá)到目的。
細(xì)菌的耐藥性,也可以通過(guò)細(xì)菌間的耐藥基因傳遞而在不同種的細(xì)菌中傳播,使多種細(xì)菌對(duì)抗菌藥物耐藥。在自然狀態(tài)下,耐藥變異菌所占的比例極小,因此,即使需要長(zhǎng)期服用抗生素,只要使用劑量充足,不留給個(gè)別耐藥菌茍延殘喘的機(jī)會(huì),細(xì)菌耐藥性產(chǎn)生的概率就可以大大降低。
細(xì)菌的耐藥基因不僅可遺傳給后代,還可傳播給其他種類(lèi)的細(xì)菌。研究發(fā)現(xiàn),細(xì)菌還可以“回復(fù)突變”,即一種抗菌藥物,例如青霉素,在某一區(qū)域內(nèi)應(yīng)用一段時(shí)間后,一些細(xì)菌針對(duì)青霉素發(fā)生了耐藥,這時(shí)如果換用另外一類(lèi)抗菌藥物,例如環(huán)丙沙星,則對(duì)青霉素耐藥的細(xì)菌可以被環(huán)丙沙星殺死,細(xì)菌對(duì)青霉素的耐藥性也不能再傳遞下去,甚至可以逐漸消退。循環(huán)使用抗菌藥物,是針對(duì)一個(gè)區(qū)域遏制細(xì)菌耐藥的有效方法。對(duì)我們每一個(gè)患者來(lái)說(shuō),需要記住的是:每一次用藥,都要足量、足療程地服用抗菌藥物,徹底消滅病原菌。