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Cell综述:抗生素耐药性

2018.3.06

  抗生素耐药性研究也许不再是追捧的研究热点,但确实是我们大家都需要的一个研究方向,尤其是在流感肆掠的今天。耐药的细菌机制由基因组变化编码,从点突变到预先存在的遗传元件的组装,再到从环境中水平导入基因。耐药机制与编码它们的基因变化谱之间存在多对多的关系。

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图片来源于网络

  对多种药物都耐药的慢性感染怎么办?

  囊性纤维化(cystic fibrosis,CF)是一种侵犯多脏器的遗传疾病,主要表现为分泌腺功能紊乱、粘液腺增生、分泌液粘稠、汗液氯化钠含量增高,机体细菌感染风险很高。患者长期受慢性呼吸道感染折磨,肺部问题经常恶化,多数死于细菌感染。

  病程早期,患者呼吸道中常见的分离病原菌是金黄色葡萄球菌,随着病程发展,假单胞菌(Pseudomonas)数量开始增加,假单胞菌的粘液样变种常常与肺功能迅速恶化有关。抗药性假单胞菌感染使疾病治疗变得更加棘手。

  丹麦科技大学诺和诺德基金会(Novo Nordisk Foundation)生物可持续性科学计划中心的科学家们1月4日在《Cell》发表研究进展,他们开发出了针对这种慢性细菌感染的合理优化治疗新策略。

  抗生素可能会助纣为虐,刺激细菌增长

  尽管抗生素可治疗各种有害细菌的感染,但最新的研究表明,它们在某些条件下也可能助纣为虐,成为细菌的刺激物。一项发表于《Nature Ecology & Evolution》的研究表明,暴露在抗生素下的大肠杆菌快速出现耐药性所需的基因突变,同时将群体规模增至三倍。

  英国埃克塞特大学的Robert Beardmore是这篇文章的通讯作者。他表示:“我们人类从临床的角度来看,抗生素在某种意义上阻止了细菌增长。不过对细菌而言,抗生素可能是别的东西。在这个研究中,它也许是一种刺激物。”

  未来风向标:全球最小的实验室

  生命科学的研究对象很多是肉眼不可见的微小事物。上世纪,科学家们发明了许多大型设备,比如冷冻电镜和PCR仪。随着科技进步,本世纪则涌现出许多精妙微小的新型设备,比如Nanopore的纳米孔测序仪和微型光谱仪等“指尖上的仪器”。生物仪器开发已经不可阻挡地迈入了量身定做的“微型”时代。

  巴塞尔大学和马克斯普朗克研究所的研究人员在《Nature Communications》发表文章,报道“全球最小实验室”的运营情况。

  他们建立了一个附带自动分析软件的新型芯片实验室,这种集成设备可用于在动态控制的环境变化中研究单个细菌细胞的基因调控。令人惊讶的是,这种由微型芯片组装成的“实验室”尺寸仅为一个火柴盒大小。直径约为千分之一毫米的频道内可容纳2000个细菌单细胞生长,同时实现分频道数据采集分析。


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