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Nature子刊:抗生素可能會助紂為虐,刺激細菌增長

日期:2017-02-14 09:06:32

 盡管抗生素可治療各種有害細菌的感染,但最新的研究表明,它們在某些條件下也可能助紂為虐,成為細菌的刺激物。一項發表于《Nature Ecology & Evolution》的研究表明,暴露在抗生素下的大腸桿菌快速出現耐藥性所需的基因突變,同時將群體規模增至三倍。

 

英國埃克塞特大學的Robert Beardmore是這篇文章的通訊作者。他表示:“我們人類從臨床的角度來看,抗生素在某種意義上阻止了細菌增長。不過對細菌而言,抗生素可能是別的東西。在這個研究中,它也許是一種刺激物。”

 

Beardmore的團隊在4天的時間內讓大腸桿菌暴露在8輪多西環素(doxycycline)下。在這段時間內,他們測定了細菌的生長速率,并對培養物中的DNA樣品進行反復測序,以便了解耐受多西環素的基因突變如何快速形成。

 

與預期的一致,研究人員發現每次處理后細菌對抗生素的抗性增加。不過,讓人驚訝的是,突變后的大腸桿菌比之前更快地增殖,形成的群體是之前的三倍。當研究人員將藥物撤走后,進化的改變沒有消失,新發現的能力依然存在。

 

Beardmore表示:“人們經常說,達爾文進化是緩慢的,但是當細菌碰上抗生素時,情況就并非如此了。細菌具有重排其DNA的特殊本領,這可以阻止藥物起作用,有時只需要幾天。盡管DNA快速變化對人類細胞可能是危險的,但對于大腸桿菌而言可能有一些好處。”

 

研究人員發現了一些眾說周知的變化,比如大腸桿菌產生了更多的抗生素外排泵,將抗生素趕出體外。此外,他們還發現,通常存在于細菌中的休眠病毒DNA在快速丟失。Beardmore認為,之所以選擇病毒DNA,是為了提高抗生素環境下的代謝效率。

 

“幾乎在一夜之間,大腸桿菌以不可逆轉的方式迅速對藥物作出反應,”Beardmore說。“因此,在臨床環境下,盡早使用正確的藥物是至關重要的,因為在最初幾天你就會發現不可逆的適應性改變。”

 


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