关于细菌如何产生耐药性的新见解可能会导致改善抗生素治疗

研究人员对导致人类严重感染的一种细菌的抗生素抗性进化背后的机制提供了新见解。

他们在今天发表在eLife上的多药耐药性铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)中的发现表明，该策略可用于开发新的可持续抗生素治疗方法。

第一作者卡米洛·巴博萨(Camilo Barbosa)说：“抗生素耐药性是全球范围内最严重的公共卫生威胁之一，”卡米洛·巴博萨(Camilo Barbosa)曾是德国基尔大学基尔进化中心(KEC)的高级作者欣里奇·舒伦堡实验室的博士后。“世界卫生组织警告说，在后抗生素时代，感染将不再得到治疗，并可能成为最常见的非自然死亡原因之一。

“抗生素耐药性的迅速发展使抗菌药物在短时间内无效，这意味着我们需要新的策略来维持甚至提高现有抗生素的效力。但是这种发展需要考虑相关的进化过程，否则就需要新的方法。药物可能会失败。”

在这项研究中，Barbosa和他的同事研究了一种在铜绿假单胞菌中称为侧枝敏感性的进化折衷方案。当细菌对一种药物产生抗药性，但同时又对另一种药物产生敏感性时，就会发生附带敏感性。

“虽然先前已经描述了多种不同的附带敏感性案例，但仍不清楚是否可以将它们用于抗生素治疗。” Barbosa解释说。“我们测试了该原则对医学实施的一项关键要求：进化权衡的稳定性。抵押敏感性在整个时间范围内是否稳定，从而使我们可以将其作为权衡利用，以消除细菌种群和/或防止出现耐药性?”

他们的实验表明，铜绿假单胞菌对不同药物产生不同的进化性副反应。这些中的一些通常随着时间的推移是稳定的，从而导致种群灭绝增加或至少没有多药耐药性的演变。研究小组还发现，药物的有效性取决于药物的使用顺序，进化为抗生素耐药性时细菌的进化成本以及潜在的遗传机制。

Barbosa补充说：“当治疗包括将药物从氨基糖苷改变为β-内酰胺(一种类似青霉素的物质)时，病原体的适应能力受到特别的限制。” 在这种情况下，细菌由于连续施用抗生素而无法适应并灭绝。但是，在其他药物组合中，病原体能够发展出新的多重耐药性。抗细菌的进化成本在治疗成功中也起着重要作用。

KEC动物学教授Hinrich Schulenburg总结说：“改变某些药物种类的影响以及进化成本对耐药性发展的影响证明了进化原理在设计新的，可持续的抗生素疗法方面的巨大潜力。” “下一步，我们计划进一步开发这些有前途的基于进化的策略，以便有一天将其用于患者治疗。”

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