細菌可以改變人體內的形狀,避免使用抗生素

細菌可以改變人體內的形狀,避免使用抗生素
研究人員有證據表明細菌可以使用另一種方​​法來避免使用抗生素。 Sirirat /存在Shutterstock

造成抗生素抗藥性細菌的普遍原因是抗生素的廣泛使用 最大的威脅之一 對全球健康。 抗生素耐藥性不僅已經引起 估計每年有700,000人死亡,它還造成了許多感染,包括肺炎,肺結核和淋病, 更難治療。 據預測,在不知道如何阻止細菌產生抗生素抗性的情況下,可預防的疾病可能導致 一年10m人死亡 2050。

細菌的某些方法 對抗生素產生抗藥性 是通過細菌基因組的變化。 例如,細菌可以將抗生素泵出,或者它們可以分解抗生素。 它們也可以停止生長和分裂,這使它們難以發現免疫系統。

然而, 我們的研究 研究人員集中於另一種鮮為人知的方法,即細菌用來對抗生素產生抗藥性。 我們直接表明,細菌可以在人體中“改變形狀”,從而避免被抗生素靶向-這一過程不需要任何遺傳改變即可使細菌繼續生長。

幾乎所有細菌都被稱為細胞壁的結構所包圍。 壁就像是厚外套,可防止環境壓力並防止電池破裂。 它使細菌具有規則的形狀(例如,桿或球形),並幫助它們高效分裂。

人類細胞不具有細胞壁(或“夾套”)。 因此,人體免疫系統很容易將細菌識別為敵人,因為細菌的細胞壁明顯不同。 而且,由於細胞壁存在於細菌中,而不存在於人類中,因此它是我們最好和最常用的一些抗生素(如青黴素)的理想靶標。 換句話說,靶向牆壁的抗生素可以殺死細菌而不會傷害我們。

但是,細菌偶爾會在沒有細胞壁的情況下存活。 如果周圍環境能夠防止細菌破裂,它們會變成所謂的“ L型”,即沒有細胞壁的細菌。 這些細菌是由艾美·克林伯格·諾貝爾(Emmy Klieneberger-Nobel)在1935中發現的,後者以當時她工作的李斯特研究所(Lister Institute)的名字命名。

在實驗室中,我們經常使用糖來創建適當的保護環境。 在人體中,這種形式的變化通常是由針對細菌細胞壁的抗生素或某些免疫分子觸發的, 如溶菌酶,一種存在於我們眼淚中的分子,有助於保護我們免受細菌感染。

沒有細胞壁的細菌經常變得脆弱,並失去其規則的形狀。 但是,它們也對我們的免疫系統變得部分不可見,並且對所有專門針對細胞壁的抗生素具有完全抗性。

長期以來,科學家一直懷疑L型轉換可能通過幫助細菌躲避免疫系統並抵抗抗生素而導致反复感染。 但是,由於L型的難以捉摸的性質以及缺乏適當的檢測方法,因此很難找到該理論的證據。

看著細菌改變形狀

我們的研究刊登在《自然通訊》上的文章專門研究了與復發性尿路感染(UTI)相關的細菌種類。 它發現了許多不同的細菌種類-包括 E. 大腸桿菌 - 腸球菌 –確實可以在人體中以L形式生存。 這是以前從未直接證明過的事情。 我們能夠使用識別細菌DNA的熒光探針檢測這些潛行細菌。

我們通過在高糖含量的皮氏培養皿中培養尿液樣本來測試患有復發性尿路感染的老年患者的尿液樣本。 這種環境不僅有助於防止細菌破裂,還可以分離出這些樣品中存在的L型細菌。 在一個單獨的實驗中,我們能夠看到整個過程是在存在抗生素的情況下在活的斑馬魚胚胎中進行的。


去除抗生素後,細菌從L型轉變回帶有細胞壁的常規形式。 (提供給英國紐卡斯爾大學)

重要的是,我們的研究表明,抗生素需要在對人體更具反射性的條件下進行測試。 醫學實驗室中目前使用的那些不能為脆弱的L型提供足夠的保護以使其存活。

在我們完全理解L型轉換與其他形式的抗生素耐藥性相比之前有多重要之前,將需要使用更多患者的進一步研究。 研究L型在其他復發性感染(如敗血症或肺部感染)中可能起什麼作用也很重要。

到目前為止,對L型的研究一直是一個有爭議的領域,但是我們希望這些發現將激發疾病狀況下對L型的更多研究。 我們希望這些發現將有助於找到一種方法,從我們的體內清除這些偷偷摸摸的細菌。 將細胞壁活性抗生素與可殺死L型的抗生素結合使用可能是對抗抗生素耐藥性感染的一種解決方案。

我們與細菌的鬥爭仍在繼續。 當我們提出與之抗衡的新戰略時,他們提出了抗擊的方法。 我們的研究強調了細菌適應的另一種方式,這是我們在與傳染病的持續鬥爭中需要考慮的。談話

關於作者

卡塔爾茲娜(Katarzyna Mickiewicz)紐卡斯爾大學研究員 紐卡斯爾大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.


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