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Nature:土壤中的耐藥基因組

日期:2014-05-22 09:20:56

 

在美國,每年大約有兩百萬人受到耐藥菌的感染,其中有超過兩萬三千人會(huì)因此而死亡。人們發(fā)現(xiàn),耐藥菌能夠分享對(duì)抗生素的抗性,這種現(xiàn)象無疑進(jìn)一步加重了公共健康所面臨的威脅。

 

近日華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們解析了土壤細(xì)菌的耐藥基因組resistome)。他們發(fā)現(xiàn),生活在土壤中的天然細(xì)菌擁有大量的抗生素抗性基因,但它們很少分享這些基因。研究顯示,絕大多數(shù)土壤細(xì)菌的抗性基因,對(duì)感染性細(xì)菌的抗生素抗性并沒有貢獻(xiàn)。這項(xiàng)研究于五月二十一日發(fā)表在Nature雜志上。

 

研究人員希望,這一針對(duì)土壤細(xì)菌的研究可以幫助人們找到有效辦法,阻斷感染性細(xì)菌之間的基因共享,延緩超級(jí)耐藥菌的傳播。

 

“我們才剛剛開始認(rèn)識(shí)土壤細(xì)菌對(duì)抗生素的抗性,” 文章的資深作者,華盛頓大學(xué)的助理教授Gautam Dantas說。“我們需要確保土壤細(xì)菌的抗性基因不傳遞給感染性細(xì)菌,否則的話耐藥菌感染問題還會(huì)嚴(yán)重得多。”

 

實(shí)際上,現(xiàn)在人們治療疾病所用的大多數(shù)抗生素都來自于土壤微生物,這些微生物將抗生素作為武器彼此競爭生存所需的資源。舉例來說,首個(gè)成功的抗生素盤尼西林(青霉素)就是來自于一種名為青霉菌的土壤真菌。然而,青霉素和其他抗生素的廣泛使用,促使致病菌很快演化出對(duì)這些藥物的抗性。

 

在這項(xiàng)新研究中,研究人員獲取了明尼蘇達(dá)州和密歇根州的18個(gè)農(nóng)牧業(yè)土壤樣本,對(duì)其中的細(xì)菌DNA進(jìn)行了分析。他們從土壤樣本中分離小片段的細(xì)菌DNA,并在其中篩選了能夠賦予細(xì)菌抗生素抗性的基因。

 

此前曾有研究鑒定了細(xì)菌共享基因所需的序列,只有離這些“移動(dòng)性片段”很近的抗性基因才能夠在細(xì)菌之間傳播。研究人員在土壤細(xì)菌中鑒定了的大約三千個(gè)抗生素抗性基因,這些基因基本都不在上述片段的附近。

 

研究人員發(fā)現(xiàn),土壤中的抗生素抗性基因與特定細(xì)菌種屬捆綁在一起,這說明種屬之間的抗性基因傳遞很少發(fā)生。而在感染性的細(xì)菌中,抗性基因的共享要頻繁得多。

 

“我們認(rèn)為,接觸新抗生素是抗性基因共享的主要推動(dòng)力,”Dantas說。“人們頻繁使用多種抗生素治療細(xì)菌感染,所以致病菌經(jīng)常面臨著新抗生素的威脅。但對(duì)于土壤細(xì)菌來說,新抗生素的演化可能需要幾千年時(shí)間,它們并不經(jīng)常碰到新抗生素。”

 

下一步,Dantas及其同事將在醫(yī)院、環(huán)境和人類消化道的菌群中,研究影響抗生素抗性基因傳播的因素。

 

“我們很高興的發(fā)現(xiàn),土壤細(xì)菌的抗生素抗性基因通常不會(huì)一下子跳到致病菌中去,”Dantas說。“不過我們?nèi)匀幌M軌驈氐锥滤肋@些基因的傳播通道。”

 


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