本文中，小編整理了近期科學家們取得的多項研究成果，共同解讀他們在抗生素耐藥研究領域取得的新成果！分享給大家！
圖片來源：NIH
【1】Nat Microbiol：抗生素治療或會改變早產嬰兒機體的微生物群落 促進抗生素耐藥性腸道菌群的產生
doi：10.1038/s41564-019-0550-2
近日，一項刊登在國際雜誌Nature Microbiology上的研究報告中，來自華盛頓大學聖路易斯醫學院的科學家們通過研究發現，利用抗生素治療早產兒超過20個月似乎會促進其機體中耐多藥腸道菌群的發展。
文章中，研究人員使用高速DNA測序和先進的計算分析技術對32名嬰兒的糞便樣本進行分析，這些嬰兒均為早產兒，其接受了21個月的抗生素治療，包括在新生兒重症監護室及出院後；另外9名嬰兒接受了不到一星期的抗生素治療，17名健康的嬰兒和晚出生的嬰兒並未接受抗生素治療。與其他嬰兒相比，長期接受抗生素治療的嬰兒腸道中細菌種類較少，而且這些細菌含有更多的抗生素耐藥性基因。
【2】Science：驚呆！從2000年至今諸如豬肉等食用動物的抗生素耐藥性增加了近兩倍！
doi：10.1126/science.aaw1944
近日，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自普林斯頓大學等機構的科學家們通過研究發現，發展中國家對動物蛋白需求日益增長導致了牲畜抗生素的大量使用，這就使得容易從動物傳播給人類的致病菌抗生素耐藥性幾乎增加了兩倍。
文章中，研究人員收集了全球將近1000篇已經發表和未發表的獸醫學相關的報導，繪製出了低收入和中等收入國家的抗生素耐藥圖譜，研究人員重點對大腸桿菌、彎曲菌、沙門菌和金黃色葡萄球菌進行研究，這些細菌均會引起動物和人類嚴重疾病的發生。研究者發現，從2000年到2018年，發展中國家耐藥率超過50%的抗生素比例在雞中從0.15增加到了0.41，在豬中從0.13增加到了0.34；也就是說，用於治療的抗生素在供人類食用的40%的雞和三分之一的豬身上進行治療時有超過一半時間都是無效的。
【3】Cell：工程化噬菌體能夠殺傷抗生素耐藥性病原菌
doi：10.1016/j.cell.2019.09.015
在與細菌抗生素耐藥性的鬥爭中，許多科學家一直在嘗試利用噬菌體感染並殺死細菌。
噬菌體殺死細菌的機制與抗生素不同，並且它們可以靶向特定菌株，使其成為潛在的，克服多重耐藥性問題的選擇。然而，快速發現和優化具有明確靶向性的噬菌體「藥物」目前來看還是充滿挑戰的。
在一項新的研究中，麻省理工學院的生物學工程師表明，他們可以通過對與宿主細胞結合的蛋白進行突變，從而對噬菌體進行快速編程，以殺死不同類型的大腸桿菌。此外，研究人員發現，這些工程化的噬菌體也不太可能引起細菌的抗藥性。
【4】Nat Chem：新研究揭示靶向殺傷耐藥菌的抗生素合成機制
doi：10.1038/s41557-019-0335-5
鮑曼不動桿菌是WHO官方宣稱的三大嚴重病原體之一。最近沃裡克大學化學系的研究人員闡明了抗生素enacyloxin酶促反應的機制，或許有助於對抗鮑曼不動桿菌的感染。在以前的論文中，華威大學和卡迪夫大學的研究人員表明，一種名為烯丙胺毒素的分子對鮑曼不動桿菌有效。但是，需要對該分子進行改造，使其適合治療人類病原體引起的感染。
達到這一目的的第一步是了解用於製造烯丙胺毒素的細菌內部組裝該毒素的分子機制。在發表在《Nature Chemistry》雜誌上的題為「A dual transacylation mechanism for polyketide synthase chain release in enacyloxin antibiotic biosynthesis」的論文中，研究人員確定了負責將抗生素的兩種成分結合在一起的酶。
【5】ACS Chem Biol：抗生素耐藥性細菌治療新突破
doi：10.1021/acschembio.9b00373
銅綠假單胞菌是一種危險的病原菌，常出現在醫院環境中以及對免疫系統較弱的人群引起感染，並可能導致血液感染和肺炎的發生，嚴重情況下甚至會有生命危險。據世界衛生組織稱，銅綠假單胞菌對抗生素具有很高的耐受性力，因此迫切需要其他治療策略。
銅綠假單胞桿菌體內存在一種特殊的系統，使它們能夠從人體獲取鐵元素。鐵對於細菌的生長和生存至關重要，但是在人類中，鐵大部分被保持在血紅蛋白的「血紅素」複合物中。為了得到鐵元素，銅綠假單胞菌和其他細菌分泌一種稱為HasA的蛋白質，該蛋白質可鎖定於血液中的血紅素中。通過「膜受體識別」的方式，允許血紅素進入細菌細胞，而HasA在被回收之後能夠循環利用，以吸收更多的血紅素。名古屋大學的生物無機化學家Osami Shoji和合作者找到了一種破壞「血紅素採集系統」的方法。他們開發了一種由HasA和色素鎵酞菁（GaPc）形成的粉末，當將其釋放於銅綠假單胞菌培養物中時，細菌會吸收它們。
圖片來源：theconversation.com
【6】Mol Bio Evo：基因組學研究揭示細菌抗生素耐藥性如何在不同物種間傳播
doi：10.1093/molbev/msz169
在最近一項研究中，來自克萊姆森大學的研究者們記錄了人體內寄生菌所產生的抗生素耐藥性基因向其它物種內寄生菌橫向傳播的趨勢。每年都會有大量的人群患有各種人畜共患病，這些疾病通常通過食物，水或與動物直接接觸傳播，而直接導致疾病發生的病原菌則包括沙門氏菌，大腸桿菌，炭疽等。
對此，研究員Richards認為，人類體內抗生素抗性基因的出現最有可能是由於過度使用抗生素類藥物導致的。「我們發現這些抗生素抗性基因可以從人類傳播到家畜，寵物和野生動物中」，作者推測，這一特殊的遺傳物質可能是在動物處理過程中或通過廢水徑流傳播的。
【7】Nature：意外！沙門氏菌竟會在腸道中促進抗生素耐藥性質粒的傳播！
doi：10.1038/s41586-019-1521-8
通過突變或獲得耐藥質粒等遺傳物質而出現的耐藥細菌是一個重大的公共衛生問題。持久性細菌是一種個細菌亞群，它們通過可逆地調整自身的生理結構而躲過抗生素的殺傷作用存活，並能促進耐抗生素突變體的出現。近日來自蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的Médéric Diard和Wolf-Dietrich Hardt領導的研究團隊研究了持久性細菌是否也能促進抗性質粒的傳播，相關研究成果發表在Nature上。
與突變相反，耐藥性質粒的轉移需要供體和受體菌株同時發生。在實驗中，研究人員選擇了兼性胞內腸內病原體沙門氏菌S. Typhimurium和大腸桿菌(Escherichia coli)，它們是微生物中的常見成員。S. Typhimurium在一些宿主組織中形成能在抗生素治療中存活的持久性細菌。在這項最新研究中，研究人員證明了與組織相關的S. Typhimurium持久性菌代表了質粒供體或受體的長壽庫。持續型S. Typhimurium的細菌庫的形成需要沙門氏菌致病性島(SPI)-1和/或內臟相關組織中的SPI-2，或全身部位的SPI-2。研究人員發現，將這些永久細菌重新播種到腸道內，可以使供體與腸內受體同時存在，從而有利於在不同的腸桿菌科菌株之間轉移質粒。
【8】Science子刊：抗生素耐藥性新機制！緩慢生長足以導致細菌持久性形成
doi：10.1126/scisignal.aax3938
細菌可以通過它們先前存在的遺傳譜介導的表型變化抵抗抗生素的殺滅。這些變化可以在這個細菌群體的很大一部分中短暫地表現出來，從而產生耐受性，或者在這個細菌群體的較小部分中表現出來，從而產生持久性（persistence）。這種持久性使得細菌即便不攜帶對特定抗生素產生抗性的突變或基因，也能夠在抗生素治療中存活下來。除了破壞抗生素使用之外，耐受性細菌和持久性細菌促進抗生素抗性突變體的出現。
人們已提出幾種模型來解釋細菌持久性的形成，包括毒素-抗毒素模塊（toxin-antitoxin module）中的毒素激活，信號分子鳥苷四（五）磷酸[(p)ppGpp]的產生，以及細胞內三磷酸腺苷（ATP）豐度的下降。概言之，他們將細菌持久性的形成歸因於特定蛋白、代謝物和信號分子的豐度改變。在一項新的研究中，來自美國耶魯大學的研究人員報導儘管這些蛋白、代謝物和信號分子的豐度發生了變化，但是細菌持久性的形成僅由緩慢生長所導致的，相關研究結果發表在Science Signaling期刊上。
【9】Science：重磅！揭示細菌在接觸抗生素時產生抗藥性新機制
doi：10.1126/science.aav6390
大腸桿菌能夠合成抗藥性蛋白，即便在旨在抑制細胞生長的抗生素存在下，也是如此。這是法國研究人員在一項新的研究中報導的研究結果。他們還發現了這種細菌是如何實現這一壯舉的：一種保存完好的膜泵將抗生素從細胞中轉運出去---只要足夠長的時間就可以讓細胞有時間接受來自相鄰細胞的編碼抗藥性蛋白的DNA，相關研究結果發表Science期刊上。
研究者最初開始開發一種實時顯微鏡系統的項目，以便詳細觀察質粒轉移---細菌細胞彼此分享DNA的過程。通過使用精心設計的螢光蛋白，一旦它們在新的宿主體內表達，他們就能夠追蹤質粒將編碼它們的DNA從供體細胞轉移到受體細菌以及所表達的螢光蛋白。他們以大腸桿菌習慣性地分享抗生素耐藥基因為例，觀察到通過將編碼TetA蛋白---一種讓細胞對四環素產生耐藥性的膜泵---的DNA從細胞中運出，從而將它傳遞出去。不久之後，他們觀察到質粒DNA進入非耐藥性細胞中，一段時間後，紅色螢光點出現在受者細胞的膜上，這表明TetA蛋白發生表達，而且這些非耐藥性細胞對四環素產生抗性。
【10】BMC Infect Dis：突破！科學家僅需幾分鐘就能檢測細菌的抗生素耐藥性！
doi：10.1186/s12879-019-3762-4
近日，一項刊登在國際雜誌BMC Infectious Diseases上的研究報告中，來自美國大學的科學家們通過研究開發出了一種新型高敏感性的快速檢測技術，其能幫助檢測細菌是否攜帶有對常見兩種抗生素耐藥性的基因，這兩種抗生素能用來治療鏈球菌性喉炎和其它呼吸道疾病。這種新技術與基於培養的方法一樣準確，但卻能在幾分鐘內得出結果，而並非是幾個小時或幾天。
這種新型的快速檢測技術能幫助確定一個人是否被攜帶有大環內酯外排基因A或met(A)的細菌所感染，met(A)能 促進細菌對紅黴素和阿奇黴素產生耐藥性，阿奇黴素最常用於治療鏈球菌性喉炎，其也是在美國最常使用的一種抗生素。研究者John R. Bracht教授說道，這種檢測技術能在運行10分鐘內檢測到靶基因，而標準的抗生素檢測試驗則只要需要過夜培養，而且通常並不會在常規診斷工作中進行，臨床醫生通常會根據以往的經驗和建議來猜測首先給患者使用哪種抗生素，若治療失敗的話就需要重新調整用藥了。（生物谷Bioon.com）
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