寻找抗生素耐药性的起源：科学家发现18种前所未见的肠道微生物

寻找抗生素耐药性的起源：科学家发现18种前所未见的肠道微生物预计到2050年，抗生素耐药感染将取代癌症成为导致死亡的主要原因，因此了解和限制抗生素耐药细菌的传播成为全世界的当务之急。在最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上的一篇论文中，由马萨诸塞州眼耳科医院首席科学官迈克尔-吉尔摩（MichaelS.Gilmore）博士共同领导的一个研究小组描述了他们发现的18种从未见过的肠球菌类型细菌，这些细菌含有数百个新基因--这些发现可能会为抗生素耐药性提供新的线索，因为科学家们正在寻找遏制这些感染的方法。肠球菌是导致耐多药感染的主要原因，尤其是在手术后和住院患者中。这种感染可导致死亡，每年增加的医疗成本超过300亿美元。抗生素的重要性"在过去的75年中，抗生素挽救了数亿人的生命，并为各类手术的成功做出了巨大贡献，"身兼哈佛医学院传染病研究所所长的吉尔摩说。"然而，在过去的30年里，许多最棘手的细菌对抗生素的耐药性越来越强，现在已经达到了危机的程度。我们的发现可能会加深人们对耐药基因如何传播到医院细菌并威胁人类健康的理解"。青霉素等抗生素是在20世纪20年代被发现的，它们是由土壤中的微生物自然产生的化合物。吉尔摩指出，产生抗生素的微生物在森林地面的腐烂树叶和植物物质中繁衍生息，并赋予森林土壤以气味。昆虫在抗生素耐药性中的作用吉尔摩和布罗德细菌基因组学组主任阿什莉-厄尔（AshleeEarl）博士组建了一支国际科学家团队，其中包括精英冒险家，在全球偏远角落寻找可能含有肠球菌的粪便、土壤和其他样本。他们收集的标本种类繁多，包括在亚南极水域迁徙的企鹅、乌干达的杜鹃和大象；从巴西到美国的昆虫、双壳类动物、海龟和野生火鸡；蒙古的红隼和秃鹫；澳大利亚的沙袋鼠、天鹅和袋熊；以及欧洲的动物园动物和野生鸟类。研究小组之前的收集工作发现了新类别的细菌毒素，并表明肠球菌大约产生于4.25亿年前，当时第一批动物--千足虫和蠕虫的祖先出现在陆地上。在四条腿的动物上岸之前，它们可能统治了地球大约5000万年。探险科学家史蒂维-安娜-普卢默（StevieAnnaPlummer）与2016年尼泊尔探险期间采集的粪便和水样，为全球微生物研究收集样本。图片来源：探险科学家（摄影：保罗-阿莫斯）研究人员最近的采集工作将肠球菌菌株的属种多样性扩大了25%以上，同时还发现了更多线索，揭示出昆虫和其他无脊椎动物可能是迄今为止肠球菌细菌（包括天然抗生素耐药菌种）的最大天然来源。厄尔说："直到最近，我们对肠球菌遗传学的大部分了解都来自那些让我们生病的肠球菌，这是一个问题--就像试图了解黑暗却从未见过光明一样。在公民科学家的帮助下，将我们的视野扩展到医院以外的地方，为我们提供了所需的对比，以确定它们是如何让医院里的人生病的，同时也为公众提供了共同拥有解决方案的机会"。吉尔摩认为，昆虫一直在吃腐烂的植物材料，在此过程中自然会给自己摄入一定剂量的抗生素。他假设，数亿年来，这些昆虫肠道中的细菌（如肠球菌）一直接触这些抗生素，并产生了抗药性。20世纪40年代和50年代，当人类首次开始服用抗生素时，抗药性已经存在于环境中，并进入了导致人类感染的细菌中。COVID-19大流行揭示了自然界蕴藏着许多人类面临的传染风险。这项研究表明，自然界中的昆虫及其近亲是一个巨大的、未定性的微生物基因库，这些未被发现的微生物基因与那些导致一些抗生素耐药性最强的感染的微生物基因密切相关。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1422318.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1422318.htm

微生物中提取的抗生素对新型超级细菌有杀灭效果

微生物中提取的抗生素对新型超级细菌有杀灭效果在开发这种抗生素的过程中，来自德国和美国的研究人员使用了一种名为iCHip的设备，这种设备可以让科学家培养出迄今为止被认为是"细菌暗物质"的细菌，或者是根本无法在实验室中培养的细菌。有趣的是，99%的细菌都属于这一类。iCHip是由一家名为NovoBioticPharmaceuticals的小型初创公司和波士顿东北大学的微生物学家KimLewis共同开发的。这次，该设备帮助研究人员找到了一种抗生素--由北卡罗来纳州的土壤微生物Eleftheriaterraesubspeciescarolina产生的Clovibactin。这些细菌产生的有效物质是为了攻击其他土壤微生物，从而帮助它们战胜其他土壤微生物。该研究的合著者、乌得勒支大学化学系研究员马库斯-温加斯（MarkusWeingarth）说："Clovibactin与众不同。由于它是从以前无法生长的细菌中分离出来的，病原菌以前没有见过这种抗生素，没有时间产生抗药性。"这种抗生素一经发现，研究人员就着手研究它的工作原理。他们发现，这种抗生素的杀菌机制与目前的抗生素不同。它基本上是在细菌入侵者用来构建细胞壁的三种不同前体分子周围形成一个笼子。事实上，"Clovibactin"这个名字来源于希腊语中的"Klovi"，意思是笼子，因为它的作用方式很新颖。目前的一些抗生素也是通过破坏细菌细胞壁来发挥作用的，而克洛维菌素的独特之处在于它能锁住这些被称为焦磷酸盐的分子。Weingarth说："Clovibactin就像一个严实的手套一样包裹着焦磷酸盐。就像一个笼子把目标围了起来。由于Clovibactin只与目标中不变的、保守的部分结合，细菌将更难产生抗药性。事实上，我们在研究中没有观察到任何对Clovibactin的抗药性。"Clovibactin能够穿透耐抗生素超级细菌的防御系统，这一事实进一步增强了人们对它的希望，因为它在与细菌的斗争中又向前迈进了几步。当抗生素附着在有害细菌上时，它会发出丝状物，进一步结合并消灭细菌。它还会使细菌释放出一种被称为自溶酶的酶，进一步帮助细菌溶解自身细胞壁，从而自行消亡。该研究的合著者、德国波恩大学的塔尼娅-施奈德（TanjaSchneider）说："Clovibactin的多靶点攻击机制可在不同位置同时阻断细菌细胞壁的合成。这提高了药物的活性，并大大增强了其对抗药性产生的稳健性"。在小鼠研究中，Clovibactin能有效对抗多种病原体，尤其是对革兰氏阳性菌，如引起常见医院感染的MRSA、葡萄球菌和链球菌，以及引起结核病等一系列疾病的其他入侵者。研究小组现在计划研究如何利用氯维巴坦的有效性，并表示这种抗生素还需要一段时间才能作为药物广泛使用，因为它必须经过临床试验和审批等常规途径。这项研究发表在《细胞》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1378835.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1378835.htm

有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法

有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法维克森林大学医学院的研究人员利用肠道微生物组调节大脑功能的能力及其在抑郁症、焦虑症和自闭症等神经精神疾病中作用的现有科学知识作为研究基础。他们另辟蹊径，研究微生物组是否以及如何影响可卡因的使用和戒断渴望。该研究的通讯作者德鲁-基拉利（DrewKiraly）说："对于有可卡因使用障碍病史的患者来说，复吸的风险很大，目前还没有有效的药物治疗方法来降低这种风险。因此，我们的研究考察了肠道微生物组如何随着时间的推移影响药物寻求。"首先，研究人员给大鼠注射抗生素，以消耗动物微生物群中的"好"细菌。然后训练大鼠自我服用可卡因。接下来，研究人员考察了有益肠道细菌的减少是否会影响老鼠戒毒后的可卡因觅药行为。最后，研究人员给大鼠注射了短链脂肪酸（SFCAs），以逆转抗生素治疗的效果，看看它对大鼠觅可卡因的行为有什么影响。短链脂肪酸由有益的肠道细菌产生，对大脑健康非常重要。研究人员发现，与对照组相比，微生物群耗竭的大鼠吸食更多的可卡因，并且在戒断一段时间后更努力地寻找毒品，他们说，这表明肠道微生物群影响了可卡因的奖励效应。除了行为上的变化，研究人员还发现，微生物群耗竭显著改变了大脑奖赏和快感系统的一部分--伏隔核的神经生物学标记。重要的是，他们发现微生物群耗竭造成的行为和生物影响可以通过施用SCFA逆转。研究人员说，他们的发现为今后研究特定微生物组成如何驱动药物寻求和其他动机相关行为奠定了基础："综合来看，这些发现证明了微生物组及其代谢物在药物摄取和寻求中的作用，为今后在这一领域开展转化工作奠定了基础。最终，这些微生物信号通路有可能作为生物标志物或药物使用障碍患者的治疗方法进行探索。"这项研究发表在《神经精神药理学》（Neuropsychopharmacology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375001.htm

创新疗法可以帮助病患对抗肠道中存活的抗生素耐药菌

创新疗法可以帮助病患对抗肠道中存活的抗生素耐药菌有些抗生素针对特定的细菌，但有些抗生素是"广谱"的，这意味着它们可以杀死多种细菌，包括导致感染的"坏"致病菌和生活在我们肠道中帮助消化和其他过程的"好"细菌。碳青霉烯类是一种广谱抗生素，具有很强的疗效，但由于其对有益细菌的负面影响，通常只能作为最后手段使用。然而，肠杆菌科的一些致病菌甚至对碳青霉烯类产生耐药性，其中包括大肠杆菌菌株。这些病原菌在肠道中定植，但也会扩散到身体的其他部位，造成难以治疗的感染，如血流感染或反复尿路感染。现在，一项新的研究显示了这些耐药细菌在使用抗生素后是如何茁壮成长的，使它们能够在肠道中繁殖，形成致病细菌的"蓄水池"。研究结果发表在8月22日的《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。更多营养，更少损害为了确定抗生素的效果，研究小组在实验室中对人类粪便样本进行了测试，同时还在小鼠身上进行了实验，并在实验室中对耐碳青霉烯类肠杆菌科细菌（CRE）进行了测试。肠道中的细菌，无论是"好"细菌还是"坏"细菌，都需要营养来生长和繁殖。实验表明，当抗生素杀死有益细菌时，由于竞争减少，致病细菌能够利用额外的营养物质。研究小组还发现，杀死有益细菌会降低代谢物的水平，代谢物是抑制病原菌进一步生长的废物。这有助于病原菌的繁殖。第一作者、帝国理工大学生命科学系细菌抗药性生物学中心的亚历山大-叶（AlexanderYip）说："了解抗生素如何导致耐碳青霉烯类肠杆菌在肠道中生长，意味着我们可以开发出新的治疗方法来限制它们在肠道中的生长，从而减少这些耐抗生素感染。"微生物组疗法研究小组目前正在研究干扰这一过程的方法。首先，他们希望确定哪些有益细菌在没有抗生素的情况下能够"战胜"致病细菌：哪些好细菌能够更好地利用相同的营养物质，并产生限制致病细菌生长的代谢物。他们希望利用这些信息创造出"微生物组疗法"。首席研究员、细菌抗药性生物学中心的朱莉-麦克唐纳博士解释说："当病人服用抗生素时，我们可以给他们提供抑制性代谢物，以限制耐药细菌的生长。病人停止服用抗生素后，我们可以给他们服用有益肠道细菌的混合物，帮助他们的肠道微生物群恢复，恢复营养物质的消耗，恢复抑制性代谢物的产生。这些微生物组疗法可以降低患者发生侵袭性抗生素耐药感染的风险，减少慢性定植患者侵袭性CRE感染的复发，并减少CRE向易感患者的传播"。研究人员说，在短期内，他们的研究成果可用于帮助降低患者肠道中CRE蓄积的风险。例如，临床医生可以避免处方会增加某些营养素和消耗某些代谢物的抗生素。医生还可以筛查病人粪便样本中的这些营养物质和代谢物，以确定那些CRE定植风险较高的病人。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1380685.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1380685.htm

医学研究人员发现耐抗生素细菌从肠道向肺部转移的首个证据

医学研究人员发现耐抗生素细菌从肠道向肺部转移的首个证据这项新研究探讨的假设是，耐抗生素的肺部感染可能起源于病人的肠道微生物组，而医院的某些治疗可能导致致病菌增殖并从肠道进入肺部。为了研究这一假设，在住院期间对一名重症监护病人进行了数周的深入研究。在住院期间，该病人因尿路感染接受了一种名为美罗培南的抗生素治疗，该抗生素可以消除病人体内的大部分铜绿假单胞菌。然而，治疗过程结束后，剩下的是最耐抗生素的细菌菌株，而抗生素治疗反而刺激了这种最具致病性的细菌的扩散。在几天时间里，研究人员跟踪了该细菌的基因组进展，看着它在肠道中生长，然后转移到肺部。研究人员指出，这是耐抗生素细菌从肠道到肺部的第一个直接证据。"我们的研究显示了肠道-肺部的转移和抗生素的使用是如何结合起来推动AMR[抗生素耐药性]在一个病人体内的传播的，"该研究的主要作者CraigMacLean解释说。"为了开发新的干预措施以预防耐药性感染，我们需要这样的洞察力"。这种新的直接证据提供了可能对抗医院中抗生素耐药性细菌上升的新方法。如果发现这种肠道到肺部的传播很普遍，那么就有可能通过找到防止细菌从肠道移动的方法来对抗这些感染--或者，正如MacLean所建议的，首先开发出防止耐抗生素细菌在肠道定居的方法。MacLean说："......我们的研究强调了从住院病人的肠道微生物组中消除像铜绿假单胞菌这样的AMR细菌的潜在好处，即使这些细菌实际上并没有造成感染。"该研究发表在《自然医学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333605.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333605.htm

研究发现人群抗生素的使用会影响个人的健康

研究发现人群抗生素的使用会影响个人的健康抗生素的主要问题之一是除了清除体内的病原体外还对天然菌群产生负面影响。肠道微生物群是由生活在消化道中的数十亿细菌和其他微生物组成的--有些是有益的，有些是潜在有害的。在一个健康的人身上，这些微生物共存而没有问题。但长期使用抗生素会使这种共生关系失去平衡，导致身体更容易生病。AMR也有一个遗传因素。相同或不同物种的细菌通过一种叫做水平基因转移的过程相互分享基因。当细菌传递抗生素抗性基因（ARG）时，就会产生AMR，而水平基因转移可以发生在个体内部和环境中的菌株之间。它甚至可以发生在死细胞和活细胞之间。由于细菌迅速繁殖，耐药性被放大了。已经有很多关于抗生素对肠道微生物组的短期影响的研究。然而，长期以来对普通人群的影响还没有被研究得那么多。一项新的研究考察了人口对抗生素的消费如何影响该人口中发现的ARG水平。研究人员分析了14个国家的健康人的3000多份肠道微生物组样本。该研究的通讯作者ChristopherQuince说："即使是最近没有服用过抗生素的健康人，也会不断受到来自与他们互动的人或宠物的微生物的轰击，这可能导致抗性基因嵌入他们自己的微生物群中。"然后他们将样本中发现的ARG与大型基因组集合中发现的ARG进行了比较，以了解这些基因如何在微生物和病原体之间移动。Quince说："我们特意把重点放在健康人的样本上，或者至少是那些我们可以确信没有服用抗生素的人。我们需要看到在没有任何抗菌素影响的情况下，肠道微生物组的基因概况。"研究人员对他们发现的ARG数量进行了编目，将他们的数据与抗生素耐药性综合数据库（CARD）进行了比较，该数据库是一个收集和组织ARG及其相关表型（可观察特征）信息的生物数据库。他们确定了16个AMR基因的中位数，并发现基因的中位数在他们研究的14个国家中有所不同。利用世卫组织和ResistanceMap的数据，研究人员证明了一个国家的ARG频率与它的抗生素消费水平之间的强烈关联。ResistanceMap是一个基于网络的数据可视化工具集合，用于互动探索AMR和全球抗生素使用的趋势。Quince说："我们发现，在更经常服用抗生素的国家，其人口的肠道微生物组中的抗性基因数量也更高。"这项研究的结果表明，无论一个人的健康状况如何，也无论他们是否在服用抗生素，肠道中的ARG数量在很大程度上受到整个人口抗生素消费的影响。该研究的共同作者FalkHildebrand说："我们已经知道一些年了，抗菌素抗性基因可以在肠道细菌之间难以置信地快速传播。这项研究如此重要，因为它第一次可以量化国家抗生素的使用对我们的共生细菌的影响，同时也让我们了解到我们可以期待的常见抗性类型的演变。"研究人员希望，他们的研究提供的见解将指导未来的治疗和新的抗菌药物的开发。该研究发表在《自然通讯》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1351747.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1351747.htm