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科学家们发现了可以加速抗生素抗性进化的基因催化剂

2019-04-22 08:58:06 • 来源：

牛津大学的研究人员已经证明，有可能确定加速细菌中抗生素抗性进化的基因催化剂，并且这种知识可用于设计治疗以抑制抗药性的发展。该研究由Wellcome Trust和欧洲研究委员会资助，发表在Nature Ecology&Evolution杂志上。

科学家们发现了可以加速抗生素抗性进化的基因催化剂

来自牛津大学动物学系的资深作者克雷格麦克莱恩教授说：“不同种类的细菌在感染期间以不同的速率进化抗生素已经确定。这种观察的一个可能的解释是某些种类的细菌可能是固有的比其他人更能提高对抗生素的耐药性。“

为了验证这一假设，研究小组挑战了假单胞菌属的种类- 细菌是人类，动物和植物的机会性病原体 - 具有常见的抗生素头孢他啶。他们发现单个种类的假单胞菌以完全不同的速率进化出抗生素抗性。

MacLean教授说：“我们发现，一种称为ampR的基因的存在是这种变异的主要原因.ampR是一种主要的调节基因，可以打开和关闭数百种其他基因的表达，包括参与抗生素抗性的基因。这种基因可以作为抗生素抗性的进化催化剂。简而言之，携带ampR基因的物种比缺乏这种基因的物种产生更高的抗性.ampR具有这种效果，因为它使随机突变更容易增加表达。抗生素抗性基因。“

该研究标志着一系列细菌物种首次以这种方式进行对照实验。研究人员研究的物种包括铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)- 一种可引起严重感染的重要人类病原体，特别是在囊性纤维化患者或已住院的人群中。

MacLean教授说：“铜绿假单胞菌携带ampR基因，在我们的实验中它以相当高的速率进化出头孢他啶抗性。因此，我们想知道是否有可能消除这种基因提供的进化优势。”

该团队使用头孢他啶和avibactam的组合处理该物种的培养物，头孢他啶是一种酶抑制剂，可阻断由ampR控制的重要抗性基因的活性。根据研究人员的说法，在实验室中，这种策略“非常好”，消除了铜绿假单胞菌的种群，然后才能产生抗药性。

像avibactam这样的抑制剂通常用于治疗临床环境中耐药细菌菌株引起的感染，但研究小组的研究结果表明它们可以用来预防首先出现的耐药性。然而，研究人员警告说，需要进行体内实验的随访来帮助测试这个想法。

麦克莱恩教授补充说：“这项工作有两个重要意义。首先，我们的研究表明了如何理解抗性的进化生物学可以用来提出阻止抗性传播的新方法。在这种情况下，我们表明使用酶抑制剂阻止抗生素抗性的进化途径可以用来消除重要病原体的数量而不会阻碍抗药性的传播。其次，这项研究表明，比较细菌密切相关物种对抗生素产生抗药性可以帮助我们更好地了解病原体的抗药性。 。

“抗生素耐药性是一个日益严重的问题，可能从根本上破坏我们的健康和福利。例如，英国政府的O”Neill报告警告说，抗生素耐药性感染将在2050年左右超过癌症作为人类死亡的来源。鉴于此危机，迫切需要开发治疗细菌感染的新方法。激励我们研究的关键思想是，我们可以使用对进化如何运作的理解来提出预测和防止阻力扩散的新方法。“

“识别和利用促进抗生素耐药性进化的基因”的论文发表在Nature Ecology&Evolution杂志上。

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