细菌如何进化出对抗生素的耐药性

根据Quadram研究所和东安格利亚大学的一项新研究，细菌可以通过调整特殊的泵将它们从细胞中排出来迅速进化出对抗生素的耐药性。该研究发表在npj抗菌剂和耐药性杂志上。

抗微生物药物耐药性是一个日益严重的具有全球意义的问题。耐药性“超级细菌”的兴起威胁着我们使用抗生素等抗菌剂来治疗和预防微生物引起的感染传播的能力。

希望这些发现将改善抗生素的使用方式，以帮助防止抗菌素耐药性的进一步传播。

东英吉利大学诺里奇医学院和Quadram研究所的Mark Webber教授说：“了解细菌发展成耐药性的机制的细节是了解抗菌素耐药性的关键一步。我们希望这种了解耐药性何时以及如何出现的工作可以帮助我们更好地使用抗生素，以尽量减少耐药性的选择。

研究小组研究了接触抗菌剂如何导致耐药性的出现。

从广义上讲，超级细菌对抗生素的防御包括灭活或逃避药物，阻止它们进入细胞，或者在它们产生任何效果之前将它们带出细胞。但他们究竟是如何做到这一点的仍在研究中。

在这项新研究中，来自QI的Eleftheria Trampari博士，Webber教授及其同事通过将沙门氏菌暴露于两种不同的抗生素中，重现了导致抗菌素耐药性的进化压力。

细菌被允许在两种不同的状态下生长和繁殖，模仿它们在环境中的生活方式。

有些是浮游生物 - 漂浮在液体肉汤中 - 但另一些则在生物膜中。细菌在表面上形成生物膜，作为保护自己免受压力的一种方式，现实世界中的大多数细菌都存在于生物膜中。

数百代细菌生长并暴露于抗生素中，在这个进化模拟中，适者生存选择了那些最适合应对抗生素存在的细菌。

为了确定这些“赢家”是如何变得耐药的，研究人员对耐药细菌的基因组进行了测序，以确定哪些基因与非耐药祖先相比发生了变化。

他们发现，这两种抗生素在分子泵中选择了不同的突变，沙门氏菌利用这些分子泵从细胞内清除有毒化合物。与埃塞克斯大学和卡利亚里大学的同事一起，他们发现这两种不同的变化以完全不同的方式改变了泵的工作方式。一个使泵更容易捕获药物，另一个使药物更容易滑过泵。

对沙门氏菌分离株基因组数据库的搜索发现，早在2003年，这些突变之一在现实世界中也多次出现，在英国，美国和欧盟的患者，牲畜和食品中。

研究结果证实了这些泵作为对抗抗菌剂的第一道防线的主要作用。

“这项工作模拟了现实世界中发生的事情，其中细菌不断暴露于不同浓度的抗菌剂中，”Quadram研究所的Eleftheria Trampari博士说，该研究的第一作者。

“研究耐药菌株如何出现并预测它们不会对哪些药物产生反应，有助于制定诊断和治疗策略。

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