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关于“超级细菌”!这些研究成果值得一读!

日期:2019-12-22 22:16:00 来源: 生物谷 点击:

近年来,细菌耐药已成为世界抗感染治疗领域面临的严峻问题,而陆续出现的抵抗多种抗生素的"超级细菌"也逐渐受到全球的关注,目前全球每年死于超级细菌感染的人数大约为70万,如果科学家没有研发出新型的抗生素来控制超级细菌蔓延的话,预计到2050年,全球因感染超级细菌死亡的人数大约会达到1000万左右。

近年来,科学家们在超级细菌研究领域进行了大量研究,同时也取得了很多可喜的成果,本文中,小编就对相关研究成果进行解读,分享给大家!

图片来自Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9

【1】Nature:发现一种阻止细菌生长的新毒素,有望抵抗超级细菌

doi:10.1038/s41586-019-1735-9

在一项新的研究中,来自美国麻省理工学院和加拿大麦克马斯特大学的研究人员发现一种新的杀菌毒素:Tas1,它有望抵抗超级细菌传染病。细菌将这种抑制生长的毒素注入到作为竞争对手的细菌中以获得竞争优势。相关研究结果近期发表在Nature期刊上。

当研究者发现一种新的毒素后他们一直在研究细菌如何分泌抗菌分子。这种毒素是一种科学家们从未发现过的抗菌酶,在确定了这种毒素的分子结构之后,研究人员意识到,它类似于合成一种众所周知的称为(p)ppGpp的细菌信号分子的酶,这种信号分子在正常情形下有助于细菌在应激条件下(比如接触抗生素)生存。这种毒素的三维结构起初令人困惑,这是因为没有已知的毒素看起来像制造(p)ppGpp的酶,而(p)ppGpp本身不是一种毒素。”

【2】PLoS Genetics: 新研究有助于解决“超级细菌”耐药性的问题

doi:10.1371/journal.pgen.1008448

最近,来自印第安纳大学的一项新研究揭示了关键蛋白质在帮助细菌“吸收”环境中的DNA的机制。利用新的成像方法,科学家们首次看到细菌如何利用鞭毛与环境中的DNA结合。通过揭示该过程涉及的机制,该结果可能有助于加快研究阻止细菌感染的新方法,这项新研究发表在 PLoS Genetics杂志上。

研究者表示,细菌鞭毛与DNA结合的能力是细菌进化过程中出现的新特征,也是影响现有抗菌药物活性的主要原因,对这一过程其内在机制的理解可以帮助制定更好的抗菌措施。吞噬-整合来自环境中的遗传物质是细菌在不断进化中形成的特征,细菌通过该过程整合了来自其他微生物的特点,其中包括产生抗生素耐药性的基因。抗生素的滥用会加快病原菌的进化以产生广泛的耐受性。因此,目前针对阻止耐药性细菌感染的新方法的需求正在不断增长。据估计,到2050年每年将有1000万人死于抗药性细菌感染。

【3】Bioor Chem:新型抗生素能够杀伤“超级细菌”

doi:10.1016/j.bioorg.2019.103203

世界卫生组织已宣布耐药性是2019年对全球健康的最大威胁之一,其中MRSA成为最严重的问题之一。尽管在全球范围内进行了大量的药物研发投资,但自1980年代中期以来,寻找新抗生素的工作一直没有进展。

最近,香港中文大学应等机构的研究团队开发的新型抗微生物剂“ Nusbiarylins”,被证明能够用于多重耐药细菌感染的治疗。我们的研究目前处于动物研究阶段,正在进行传染性模型研究和药代动力学研究。目前,很少有抗生素相关的研究能够完成此类研究。 “到目前为止,我们的发现是非常有希望的。我们相信,对这些化合物的进一步研究将为抗生素发现的新时代做出贡献,为对抗超级细菌做出贡献。”

当前市场上的大多数抗生素通过破坏其DNA合成或蛋白质功能来杀伤细菌。作者开发的这种新型抗菌药物专注于抑制两种蛋白:NusB和NusE之间的相互作用,这对于细菌核糖体RNA(rRNA)的合成至关重要。通过设计破坏NusB-NusE相互作用的小分子,可以抑制细菌细胞增殖。

【4】全球变暖或致“超级病菌”致死性耳道假丝酵母菌产生

doi:10.1128/mBio.01397-19

近日,一项刊登在国际杂志mBio上的研究报告中,来自约翰霍普金斯大学彭博公共卫生学院等机构的科学家们通过研究发现,全球变暖或许在耳道假丝酵母菌(C.auris, Candida auris)的出现中扮演着非常关键的角色,耳道假丝酵母菌是一种多重耐药性真菌,如今其对全球公众健康已经构成了严重的威胁,而且这种真菌或许也是气候变化引起新型致病性真菌出现的一个例子。

2009年,研究人员在日本首次发现耳道假丝酵母菌,当时一名70岁的老年女性耳道感染了这种病菌,此后耳道假丝酵母菌迅速在全球传播,随后韩国、巴基斯坦等至少12个国家报告发现了耳道假丝酵母菌的感染病例,如今这一“超级真菌”也迅速成为了科学家们的研究热点。身体健康的人群对该耳道假丝酵母菌具有较强的免疫力,即便携带也不会发病,但免疫系统较弱的人接触到该病菌后则容易引发血液感染,严重的可能造成听力丧失甚至失去生命;患者感染耳道假丝酵母菌后的死亡率高达六成,但目前尚不确定死亡是否由感染本身导致。

【5】PLoS Pathog:如何通过机体的免疫防御力来击败耐药性超级细菌?

doi:10.1371/journal.ppat.1007694

基于机体天然免疫防御开发的潜在疗法或有望帮助对抗超级细菌,近日,一项刊登在国际杂志PLoS Pathogens上的研究报告中,来自爱丁堡大学的科学家们通过研究发现,当细胞遭遇细菌入侵时,机体中就会产生一种名为LL-37的分子来改变细胞的行为方式,这种分子就好比是火警警报一样,其能提醒机体免疫系统感染来袭,需要及时作出行动。

文章中,研究人员重点对一种细菌感染引起的肺部疾病进行研究,细菌性感染是引发全球人口死亡的主要原因。这些细菌性感染对抗生素的耐药性越来越强,从而使其非常难以治疗。此前研究人员对小鼠进行研究发现,LL-37分子能够指导受感染肺部中的细胞呼叫名为中性粒细胞的特化细胞,中性粒细胞能够破坏细菌威胁。

图片来源:www.pixabay.com

【6】mBio:关键基因介导“超级细菌”的产生

doi:10.1128/mBio.00853-19

近日,一项刊登在国际杂志mBio上的研究报告中,来自康奈尔大学的研究人员在筛选沙门氏菌的细菌基因组时发现了mcr-9,这是一种新的隐形跳跃基因,具有恶魔般的强大功能,可抵抗世界上为数不多的最后抗生素之一;当所有其他抗感染选项用尽时,医生会使用抗生素粘菌素,但是,全球范围内出现了对粘菌素的抵抗,威胁到其疗效。

这种最后的抗生素被联合国世界卫生组织指定为最优先的抗生素,而mcr-9基因会导致细菌抵抗它,在治疗中,如果粘菌素不起作用,它实际上可能意味着患者死亡,如果粘菌素耐药性扩散,很多人就会死亡。

【7】BioRxiv:揭示超级细菌如何躲避免疫系统杀伤

doi:10.1101/479022

日前,一项刊登在国际杂志BioRxiv上的研究报告中,来自谢菲尔德大学的科学家们通过研究揭示了医院里的超级细菌是如何避开免疫系统而导致感染的,这为新的治疗方法铺平了道路。文章中,研究人员调查了粪肠球菌(E. faecalis)如何引起危及生命的感染。粪肠球菌常见于人类消化道。虽然粪肠球菌对健康携带者无害,但它也是一种机会致病菌,经常导致医院获得性感染,如心脏瓣膜感染、尿路感染和菌血症(血液中存在细菌)。

科学家们目前还不完全明白这是如何发生的。目前治疗粪肠杆菌感染很困难,因为它对免疫系统的几个关键组成部分具有高度耐抵抗性,并对多种抗生素具有耐药性。现在,谢菲尔德大学分子生物学和生物技术系的Stephane Mesnage博士领导的这项新研究发现了粪肠球菌用来躲避宿主免疫系统的一种机制。研究表明,这种细菌会改变自身表面的一种成分以逃避免疫系统,从而导致感染的传播。这一发现可能为粪便肠球菌感染的新疗法铺平了道路。

【8】Nature子刊:开发出CHAOS方法阻止抗生素耐药性超级细菌产生

doi:10.1038/s42003-018-0135-2

根据美国疾病控制中心(CDC)的数据,多药耐药性细菌---相比于新制造出的抗生素,能够更快地适应现有的抗生素---在美国每年感染近200万人并造成至少23000人死亡。为了开发出可持续的长期解决方案,来自科罗拉多大学博尔德分校的研究人员在一项新的研究中,开发出一种CHAOS(Controlled Hindrance of Adaptation of OrganismS, 控制和阻止有机体的适应性)方法:利用CRISPR DNA编辑技术对细菌细胞内的多种基因表达进行修饰,从而阻止细菌性病原体中的这个至关重要的适应过程和破坏它进化出防御的能力。这些研究结果可能开辟了关于如何最好地限制细菌抗生素耐药性产生的新研究途径,相关研究结果发表在Communications Biology期刊上。

这种CHAOS方法利用这种效应,调整多个基因的表达,从而增加细菌细胞的压力并最终引发连锁反应,使得它们更容易受到当前药物治疗的影响。这种技术不会改变细菌的DNA本身,仅会改变多个基因的表达。

【9】Nat Ecol & Evol:“超级细菌”或会在人类和动物机体中频繁跳跃

doi:10.1038/s41559-018-0617-0

近日,一项刊登在国际杂志Nature Ecology & Evolution上的研究报告中,来自芬兰赫尔辛基大学的科学家们通过研究发现,超级细菌或许经常在人类和动物机体中来回频繁跳跃;耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)就是一种典型的超级细菌,其对很多抗生素都会产生耐受性,而且也会引发严重的机体感染。

研究者Jukka Corander教授表示,以MRSA为例,诸如此类超级细菌常常会在院内引发传播,这项研究中,我们通过对来自不同动物和人类机体大量样本中的超级细菌进行全基因组测序,阐明了其细胞DNA如何发生改变来帮助细菌在数千年来适应宿主机体。基于对超级细菌的基因组进行分析,研究者发现,人类或许是这些超级细菌的最初宿主,从其细胞中DNA的变化来看,当第一批动物被驯化成为农场牲畜时,超级细菌开始在家畜体内定植的能力就出现了。

【10】Lancet子刊:如何对抗“超级细菌”?

doi:10.1016/S2542-5196(18)30186-4

近日,一项刊登在国际杂志Lancet Planetary Health上的研究报告中,来自澳大利亚国立大学医学院的研究人员通过研究发现,在对抗“超级细菌”的传播时,我们需要采取更广泛的方法,而不仅仅是关注抗生素的使用。超级细菌或细菌与抗生素接触后产生耐药性一个主要的全球问题,导致死亡和痛苦增加。新的研究表明,我们现在需要采取措施来更好地控制这个问题。Collignon教授和他的团队研究了全世界抗菌药物耐药率差异的原因,他们发现这不仅仅是抗生素的使用量。

研究者表示,在发达国家,抗生素消费是导致抗菌素耐药性的最明显因素,而我们发现消费仅解释了观察到的抗药性水平的一部分原因,减少抗生素消耗不足以控制抗菌素耐药性,因为传染性-包括耐药菌株和抗性基因的传播,似乎是主要的促成因素;这是在全球范围内首先研究这个问题的研究之一,因为以前这样的广泛性数据根本不可用。(生物谷Bioon.com)



(责任编辑:xsq)

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