新發現:細菌可通過 「空氣橋」傳播數千公裡

2020-11-26 IT之家

北京時間3月28日消息,據國外媒體報導,傳統觀點認為,細菌的遷移是通過人類和動物攜帶者實現的,而一項新研究稱,這一觀點可能並不完整。

該研究發現,有些微生物可以在空氣中傳播數千公裡。通過對世界各地不同溫泉的細菌進行DNA測序,科學家發現它們具有相同的DNA序列,並由此提出「空氣橋」(air bridge)的假說。

研究作者、美國羅格斯大學衛克曼微生物研究所首席研究員Konstantin Severinov說:「我們的研究表明,肯定存在一個全球範圍的機制,使相距遙遠的不同地區得以發生細菌交換。」

研究人員分析了一種被稱為細菌「記憶」的生物標記,它可以顯示細菌如何與病毒相互作用。根據研究人員的解釋,感染噬菌體病毒的細菌可以將「記憶」通過特定的DNA片段——稱為CRISPR陣列(CRISPR Array)——傳遞給後代。

通過研究這些「記憶」的順序,研究人員可以準確追蹤細菌如何與附近的病毒相互作用,從而獲得一種可識別的生物標記。

研究人員原先認為,地理上分隔較遠的細菌種群可能含有截然不同的「記憶」,但檢測的結果顯示,許多細菌共享著相同的「歷史」。為了排除鳥類和其他動物的影響,他們研究的細菌都來自水溫較高的溫泉。

「由於我們研究的細菌生活在偏遠地區的高溫水體中,水溫約為71.1攝氏度,因此難以想像它們通過動物、鳥類或人類進行傳播,」Severinov在一份聲明中說,「它們肯定是通過空氣進行傳播,而這種遷移的範圍肯定非常廣,從而使孤立地區的細菌具有共同的特徵。」

研究中分析的棲熱菌(Thermus)種群樣品採集自多個地點,包括義大利維蘇威火山的沙礫和埃特納火山的溫泉;智利北部埃爾塔蒂奧地區和智利南部Termas del Flaco地區的溫泉;以及俄羅斯勘察加半島的Uzon火山口的噴泉。

研究人員稱,這些結果可能會改變我們對細菌和疾病如何傳播的理解,並影響一些重要的流行病學研究,比如與抗生素耐藥細菌有關的研究。研究人員還呼籲投入更多的資源,利用無人機或科研氣球等手段採集大氣層中不同部分的細菌,對「空氣橋」假說進行驗證。

該研究的結果發表在3月25日的《自然科學會報B:生物學》(Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences)上。

什麼是抗生素耐藥性?

近幾十年來,世界各地全科醫師和醫院工作人員大規模非必要地使用抗生素,導致一度無害的細菌成為了超級細菌。世界衛生組織警告稱,如果沒有採取任何應對這一危機的措施,世界將走向「後抗生素」時代,衣原體感染等常見的細菌感染將成為奪去人們生命的殺手。

當使用抗生素的劑量不正確,或者在不必要的情況下使用時,細菌就會出現耐藥性。英國衛生部首席醫療官戴維斯教授(Dame Sally Davies)在2016年表示,抗生素耐藥性的威脅與恐怖主義一樣嚴重。

據估計,到2050年時,超級細菌每年致死的人數將達到1000萬,曾經無害的細菌將成為致命的殺手。目前世界各地由於耐藥性感染——包括肺結核、愛滋病和瘧疾等——引起的死亡人數已經達到每年約70萬。

許多人擔心,如果抗生素在未來幾年裡逐漸失去效力,那醫學又將回到「黑暗時代」。除了現有藥物變得不那麼有效之外,新藥的開發情況也不容樂觀。過去30年中只出現了一到兩種新的抗生素。

2018年9月,世界衛生組織警告稱,抗生素正在逐漸「耗盡」。一份報告指出,抗生素新藥的開發「嚴重稀缺」。如果沒有抗生素可用,未來剖腹產、癌症治療和髖關節置換等手術也會變得非常「冒險」。

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