在細(xì)菌分裂后，你通常能夠得到更多相同的東西：一個細(xì)胞一分為二，并產(chǎn)生兩個完全一樣的拷貝。然而一項(xiàng)新的研究表明，對于導(dǎo)致人類肺結(jié)核(TB)的分枝桿菌卻并非如此，這或許能夠解釋為什么這種疾病是如此難以治愈。分枝桿菌能夠不對稱地分裂，由此生成的細(xì)胞能夠按照不同的速度生長，具有不同的大小，以及對于抗生素具有不同的易感性，從而至少增加了一些細(xì)胞幸存下來的幾率。研究人員希望這一發(fā)現(xiàn)能夠幫助他們研制出對付這些特別難以殺死的細(xì)胞的藥物。

文章的第一作者、美國波士頓市哈佛公共衛(wèi)生學(xué)院的免疫學(xué)家Sarah Fortune表示：“真的難以置信，我們直到現(xiàn)在才找出這些基本的東西。但它反映了一個事實(shí)，即對分枝桿菌的研究還相對不足。”

據(jù)估計，全世界有超過1/3的人口被結(jié)核分枝桿菌所感染。大多數(shù)人的免疫系統(tǒng)能夠控制這種細(xì)菌，但是一個千載難逢的機(jī)會卻將1/10的休眠感染轉(zhuǎn)化為肺結(jié)核；這種疾病依然每天導(dǎo)致4000人死亡。肺結(jié)核采用半年或更長時間的抗生素結(jié)合治療——這是一個很大的缺點(diǎn)，因?yàn)榛颊咄ǔ^早地放棄治療，從而增加了出現(xiàn)對藥物具有抗性的菌株的風(fēng)險。科學(xué)家曾認(rèn)為，分枝桿菌之所以難以被殺死，是因?yàn)榧幢阍谀切┌l(fā)病的病人體內(nèi)依然存在休眠的細(xì)胞，并且這些細(xì)胞與代謝活躍的細(xì)菌相比對抗生素缺乏易感性。

然而Fortune和她的同事發(fā)現(xiàn)了第二種更令人驚訝的機(jī)制。他們在一個小營養(yǎng)箱中培育了恥垢分枝桿菌——這種細(xì)菌與結(jié)核分枝桿菌相近，但生長速度更快，從而能夠觀測單個活體細(xì)胞的生長和復(fù)制。與其他桿狀細(xì)菌（例如大腸桿菌）不同，分枝桿菌細(xì)胞能夠不對稱分裂，從而形成了大小和生長速度具有廣泛差異的一系列細(xì)胞類型。研究小組在日前的美國《科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上報告了這一研究成果。

通過用熒光染料標(biāo)記分枝桿菌的細(xì)胞壁，并觀測新的、未染色的細(xì)胞壁在紡錘極的生長，研究人員發(fā)現(xiàn)，子細(xì)胞主要在它們的“老”極生長。隨著由細(xì)胞分裂產(chǎn)生的新末端越來越大，細(xì)胞也伸長得越來越快。并且隨著細(xì)胞經(jīng)過多次分裂，具有許多不同“年齡”的紡錘極逐漸浮現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致了各種各樣的生長速度。

重要的是，這些細(xì)胞在其對于抗生素的易感性上同樣存在差異——“較老的”、快速生長的細(xì)胞對于異煙肼和環(huán)絲氨酸更為易感；而“年輕的”、生長緩慢的細(xì)胞對于利福平則更為易感。Fortune表示：“當(dāng)我開始對分枝桿菌進(jìn)行研究時，曾設(shè)想所有的細(xì)菌都是無法區(qū)分的。這是關(guān)于為什么細(xì)胞的表型不同的首個深刻認(rèn)識。”她說，不對稱是分枝桿菌保持其群體多樣性的方式，就像病毒通過發(fā)瘋般地突變來形成多樣性一樣。

德國柏林市馬普學(xué)會傳染生物學(xué)研究所的免疫學(xué)家Stefan Kaufmann表示：“這是一項(xiàng)重要的研究，因?yàn)樗砻魑覀儗τ谏矬w的認(rèn)識是錯誤的。”Kaufmann警告說，“隨著我們著眼于單個微生物，我們發(fā)現(xiàn)了多樣性”，但大多數(shù)實(shí)驗(yàn)都是用恥垢分枝桿菌進(jìn)行的，因此要用結(jié)核分枝桿菌加以證實(shí)。但他說：“這至少可以部分證明為什么肺結(jié)核如此難以治療，并且為合理尋找由能夠殺死不同細(xì)菌類型的藥物構(gòu)成的新的組合治療鋪平了道路。”