肥皂和牙膏中的三氯生實際上使細菌更強

根據一項針對小鼠的新研究,一種用於殺死細菌的化學香皂和牙膏實際上使它們更強壯,更能夠在抗生素治療中存活下來。

這項研究出現在 抗菌劑與化學療法,表明三氯生暴露可能會無意中驅使細菌進入一種能夠耐受正常致命濃度的抗生素的狀態 - 包括醫生通常用於治療尿路感染(UTI)的那些抗生素。

三氯生是負責許多消費品上銷售的“抗菌”物質的活性成分。 公司將三氯生添加到牙膏,漱口水,化妝品甚至衣物,嬰兒玩具和信用卡等產品中,旨在減少或防止細菌滋生。

關於75%的美國成年人的尿液中含有可檢測到的三氯生。

“為了有效地殺死細菌細胞,三氯生被高濃度地添加到產品中,”聖路易斯華盛頓大學生物學教授Petra Levin說。

在2017中,美國食品和藥物管理局在建議不要將三氯生添加到消費者肥皂中時引用安全問題和缺乏療效,但這些指導方針並未阻止公司將其添加到其他產品中。


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更重要的是,萊文說,“三氯生非常穩定。 它長期在身體和環境中徘徊。“

該研究揭示了三氯生暴露在多大程度上限制了人體對尿路感染抗生素治療的反應能力。 它還揭示了允許三氯生干擾抗生素治療的細胞機制。

抗病細菌

一些抗生素殺死細菌細胞,而另一些則阻止它們生長。

萊文和她的同事對殺菌抗生素特別感興趣 - 殺菌抗生素可以殺死細菌細胞,醫生通常會開處方治療細菌感染。 他們想知道三氯生是否可以在殺死抗生素的情況下保護細菌免於死亡。

三氯生暴露使細菌通過抗生素逃脫死亡。

萊文實驗室的博士後學者科里·韋斯特福爾(Corey Westfall)用殺菌抗生素治療細菌細胞,並追踪他們隨時間生存的能力。 在一組中,研究人員在給予殺菌抗生素之前將細菌暴露於三氯生。 在另一組中,他們沒有。

“三氯生大大增加了存活細菌細胞的數量,”萊文說。 “通常,百萬分之一的細胞能夠在抗生素中存活下來,並且一個有效的免疫系統可以控制它們。 但三氯生正在改變細胞數量。 而不是只有百萬分之一的細菌存活,10生物體中的一個在20小時後存活下來。 現在,免疫系統已經不堪重負。“

三氯生暴露使細菌通過抗生素逃脫死亡。 並且保護性質不限於任何單一抗生素家族。 事實上,在殺死細胞方面被認為是獨特的多種抗生素在殺死暴露於三氯生的細菌研究人員方面效果較差。

“三氯生增加了對廣泛抗生素的耐受性,”Westfall說。 “環丙沙星(也稱為Cipro)是我們最感興趣的一種,因為它是一種干擾DNA複製的氟喹諾酮,是用於治療UTI的最常見的抗生素。”

阻礙抗生素

UTI主要發生在細菌時 大腸埃希氏菌 (E. 大腸桿菌),進入並感染泌尿道。 Cipro等抗生素通常用於殺死細菌並治療感染。

UTI很常見; 接觸三氯生也是如此。 令人震驚的百分比 - 約為美國成年人的75百分比 - 尿液中可檢測到三氯生的水平。 關於10成年人的百分比水平足夠高,可以預防 E. 大腸桿菌 從成長。 三氯生在體內的存在會干擾UTI的治療嗎?

研究人員發現飲用三氯生加水的小鼠的尿三氯生水平與人類報導的相似。

“這一結果意味著我們實際上可以測試人體尿液中三氯生對小鼠UTI抗生素治療的影響,”Levin說。

所有感染的小鼠都接受Cipro治療UTI。 只有一些老鼠喝了三氯生加標水。 抗生素治療後,接觸三氯生的小鼠尿液中含有大量細菌並粘在膀胱上; 沒有暴露的小鼠具有顯著更低的細菌數。

“飲用三氯生 - 加標水的老鼠與那些不加水的小鼠之間細菌負荷差異的程度是驚人的,”萊文說。

“如果這些組之間細菌數量的差異小於十倍,那麼就很難確定三氯生是罪魁禍首,”Levin補充道。 “我們在三氯生治療小鼠的尿液中發現了100倍的細菌 - 這是很多。”

這一驚人的結果有一個同樣引人注目的信息 - 抗生素治療UTI時效果較差,當三氯生存在時,至少在老鼠身上。

秘密武器

三氯生干擾抗生素治療,但如何?

研究人員發現,三氯生與細胞生長抑製劑(一種綽號為ppGpp的小分子)一起使用,使細胞對抗生素的敏感性降低。

在壓力期間,ppGpp通過關閉生物合成途徑來做出反應,這些途徑使構建塊 - DNA,RNA,蛋白質和脂肪 - 最終成為新細胞。 這種反應有助於將資源從增長轉向生存。

萊文說:“醫學上有一條規則,就是你不會在殺死細胞的藥物之前給予減緩細胞生長的藥物。”

通過靶向特定的生物合成途徑殺死殺菌抗生素。 例如,氨芐青黴素靶向產生細菌細胞壁的酶,而Cipro靶向DNA合成。 當這些途徑關閉時,殺菌抗生素難以完成工作。

如果三氯生引發ppGpp,該分子會減少生物合成,殺菌抗生素對殺死細胞無效。 然而,在缺乏ppGpp的細菌中繼續生物合成,並且預計這些細胞會死亡。

Levin及其同事通過工程測試了他們的假設 E. 大腸桿菌 突變體無法製作ppGpp並將其與之比較 E. 大腸桿菌 能夠製作ppGpp。 突變體中缺乏ppGpp E. 大腸桿菌 去除了三氯生保護細胞免受殺菌抗生素侵害的能力。

雖然必須進行臨床研究以明確證明三氯生干擾人體內的抗生素治療,但萊文說:“我希望這項研究能夠作為警告,幫助我們重新思考抗菌藥物在消費品中的重要性。”

資源: 聖路易斯華盛頓大學

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