抗生素通常并不促進

在一項新的研究中，來自美國杜克大學等機構的研究人員證實除了一些特殊的情況外，抗生素并不像之前所認為的那樣促進細菌抗生素耐藥性擴散。相關研究結果于2016年4月11日在線發表在Nature Microbiology期刊上，論文標題為“Antibiotics as a selective driver for conjugation dynamics”。

毋庸置疑地，過度使用抗生素是不斷增加的危機的關鍵所在，但是這項新研究提示著存在差異的細菌細胞產生率和死亡率而不是DNA交換才應該受責備。這些結果對設計抗生素治療方案避免細菌耐藥性擴散產生影響。

論文通信作者、杜克大學工程學副教授Lingchong You說，“在這個領域，人們都知道過度使用抗生素的巨大問題。認為抗生素通過增加細菌彼此之間分享抗藥性基因的速率促進耐藥性擴散是相當誘人的，但是我們的研究證實它們經常不是這樣的。”

人們很早就知道細菌通過一種被稱作接合（conjugation）的過程交換DNA，其中接合過程允許有用的基因在不同個體之間甚至不同物種之間快速擴散。

鑒于當抗生素不能殺死耐藥性細菌，這些耐藥性細菌的數量在增加，因此科學家們認為這些抗生素藥物增加發生的基因交換數量。但是也有一些人認為這些藥物可能殺死兩種進行基因交換的“親本”菌株，從而允許一種新產生的耐藥性菌株茁壯成長。

論文*作者、You實驗室博士生Allison Lopatkin說，“之前的研究不能區分開這兩種看法，但是我們的研究能夠做到這點。我們在單細胞水平上證實耐藥性基因交換一點不受抗生素影響，這與文獻中的記載相反。”

在實驗中，Lopatkin讓細菌處于一種假死狀態，在這種狀態下，它們沒有死亡，也不能繁殖，但是它們仍然能夠交換基因。因為細菌細胞的產生率和死亡率不再發生變化，研究人員能夠觀察基因交換率如何對抗生素作出反應。

研究人員測試了9種通常與耐藥性快速擴散相關聯的臨床病原菌，然后讓它們接觸10種常見的藥物，其中每種藥物代表著每種主要的抗生素類型。在每次測試中，基因交換率保持平穩，而且在一些情形下，隨著使用的抗生素濃度增加，這種交換率實際上還會略有下降。

You說，“這似乎表明當加入抗生素時，這種DNA交換已經發生，而且繼續如此。依賴于抗生素藥物的劑量，這些藥物能夠讓新產生的耐藥性細菌成為贏家。當這發生時，這種新的菌株在進行一些生長后將比開展這些測試前更加普遍存在。”

You指出存在一些已被證實的例子說明抗生素直接誘導負責導致耐藥性的基因表達，但是它們是非常特殊的。比如，抗生素四環素誘導只轉移四環素耐藥性的基因表達。

這項新研究證實除了存在這些例外的情形之外，抗生素并不通過在細胞水平上誘導全局變化而促進耐藥性擴散。研究人員希望很快開展進一步研究以便有助臨床醫生設計出更好的抗生素治療方案。

You說，“這對我們如何設計抗生素劑量和方案產生直接影響。一些抗生素組合能夠顯著地促進整體耐藥性轉移動態變化。另一方面，其他的抗生素組合能夠非常好地抑制這些病原菌，同時不會促進基因轉移。我們希望在隨后的研究中解決這些問題。我們正試圖了解如何以一種有效的但不會促進抗生素耐藥性擴散的方式設計這些抗生素治療方案。”

藥性基因擴散