理解觀察耐藥性快速產(chǎn)生背后的原因

抗生素耐藥性是一個重大的日益嚴(yán)重的性問題。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計，抗生素耐藥性在世界所有地方上升到危險的高水平，而且新的耐藥性機制出現(xiàn)并且在擴散，從而威脅著我們治療常見性傳染病的能力。但是這些費氏弧菌發(fā)光桿菌細(xì)菌耐藥性機制是如何發(fā)生的，以及我們是否能夠預(yù)測它們的進化，仍然在很大程度上是未知的。

科學(xué)家們之前已證實細(xì)菌能夠在抗生素存在下存活下來的一種方式是進化出一種“定時器（timer）”，從而確保它們在整個抗生素治療期間保持休眠。但是當(dāng)它們蘇醒時，抗生素仍然會殺死它們，因此一種簡單的解決方法是更長時間地持續(xù)開展抗生素治療。細(xì)菌進化出耐藥性的一種令人吃驚的替代性途徑。在進化出這種休眠機制后，這些細(xì)菌群體隨后能夠比正常時快20倍地進化出耐藥性。因此，繼續(xù)服用抗生素并不會殺死這些細(xì)菌。

為了研究這個進化過程，由來自耶路撒冷希伯來大學(xué)拉卡物理學(xué)研究所的NathalieBalaban教授和博士生IritLevin-Reisman領(lǐng)導(dǎo)的一個研究團隊在實驗室可控條件下，讓細(xì)菌群體接觸日劑量的抗生素直到耐藥性產(chǎn)生。費氏弧菌發(fā)光桿菌通過在這個進化過程中追蹤這些細(xì)菌，他們發(fā)現(xiàn)致死性的抗生素劑量產(chǎn)生暫時休眠的細(xì)菌，因此讓它們免受幾種靶向活躍生長的細(xì)菌的抗生素攻擊。一旦細(xì)菌獲得休眠的能力（也被稱作“耐受性”），它們快速地獲得耐藥性突變，從而能夠克服這種抗生素治療。

這些結(jié)果表明在重復(fù)地接觸高濃度抗生素的情形下，耐受性（tolerance）可能在細(xì)菌群體進化出耐藥性中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。關(guān)鍵的因素是鑒于存在大量可能發(fā)生的突變，耐受性因而會快速地產(chǎn)生；耐藥性和耐受性的組合效應(yīng)導(dǎo)致在耐受性的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生部分耐藥性突變。
這些發(fā)現(xiàn)可能對開發(fā)新的抗生素產(chǎn)生重要的影響，這是因為它們提示著費氏弧菌發(fā)光桿菌利用也能夠靶向耐受性細(xì)菌的藥物可能會延遲進化出耐藥性。