根據Quadram研究所和東安格利亞大學的一項新研究，細菌可以通過調整特殊的泵將它們從細胞中排出來迅速進化出對抗生素的耐藥性。該研究發(fā)表在npj抗菌劑和耐藥性雜志上。

抗微生物藥物耐藥性是一個日益嚴重的具有全球意義的問題。耐藥性“超級細菌”的興起威脅著我們使用抗生素等抗菌劑來治療和預防微生物引起的感染傳播的能力。

希望這些發(fā)現(xiàn)將改善抗生素的使用方式，以幫助防止抗菌素耐藥性的進一步傳播。

東英吉利大學諾里奇醫(yī)學院和Quadram研究所的Mark Webber教授說：“了解細菌發(fā)展成耐藥性的機制的細節(jié)是了解抗菌素耐藥性的關鍵一步。我們希望這種了解耐藥性何時以及如何出現(xiàn)的工作可以幫助我們更好地使用抗生素，以盡量減少耐藥性的選擇。

研究小組研究了接觸抗菌劑如何導致耐藥性的出現(xiàn)。

從廣義上講，超級細菌對抗生素的防御包括滅活或逃避藥物，阻止它們進入細胞，或者在它們產生任何效果之前將它們帶出細胞。但他們究竟是如何做到這一點的仍在研究中。

在這項新研究中，來自QI的Eleftheria Trampari博士，Webber教授及其同事通過將沙門氏菌暴露于兩種不同的抗生素中，重現(xiàn)了導致抗菌素耐藥性的進化壓力。

細菌被允許在兩種不同的狀態(tài)下生長和繁殖，模仿它們在環(huán)境中的生活方式。

有些是浮游生物 - 漂浮在液體肉湯中 - 但另一些則在生物膜中。細菌在表面上形成生物膜，作為保護自己免受壓力的一種方式，現(xiàn)實世界中的大多數細菌都存在于生物膜中。

數百代細菌生長并暴露于抗生素中，在這個進化模擬中，適者生存選擇了那些最適合應對抗生素存在的細菌。

為了確定這些“贏家”是如何變得耐藥的，研究人員對耐藥細菌的基因組進行了測序，以確定哪些基因與非耐藥祖先相比發(fā)生了變化。

他們發(fā)現(xiàn)，這兩種抗生素在分子泵中選擇了不同的突變，沙門氏菌利用這些分子泵從細胞內清除有毒化合物。與埃塞克斯大學和卡利亞里大學的同事一起，他們發(fā)現(xiàn)這兩種不同的變化以完全不同的方式改變了泵的工作方式。一個使泵更容易捕獲藥物，另一個使藥物更容易滑過泵。

對沙門氏菌分離株基因組數據庫的搜索發(fā)現(xiàn)，早在2003年，這些突變之一在現(xiàn)實世界中也多次出現(xiàn)，在英國，美國和歐盟的患者，牲畜和食品中。

研究結果證實了這些泵作為對抗抗菌劑的第一道防線的主要作用。

“這項工作模擬了現(xiàn)實世界中發(fā)生的事情，其中細菌不斷暴露于不同濃度的抗菌劑中，”Quadram研究所的Eleftheria Trampari博士說，該研究的第一作者。

“研究耐藥菌株如何出現(xiàn)并預測它們不會對哪些藥物產生反應，有助于制定診斷和治療策略。