Nature破解土壤中的耐药基因组
在美国，每年大约有两百万人受到耐药菌的感染，其中有超过两万三千人会因此而死亡。人们发现，耐药菌能够分享对抗生素的抗性，这种现象无疑进一步加重了公共健康所面临的威胁。
近日华盛顿大学医学院的科学家们解析了土壤细菌的耐药基因组（resistome）。他们发现，生活在土壤中的天然细菌拥有大量的抗生素抗性基因，但它们很少分享这些基因。研究显示，绝大多数土壤细菌的抗性基因，对感染性细菌的抗生素抗性并没有贡献。
研究人员希望，这一针对土壤细菌的研究可以帮助人们找到有效办法，阻断感染性细菌之间的基因共享，延缓超级耐药菌的传播。
“我们才刚刚开始认识土壤细菌对抗生素的抗性，” 文章的资深作者，华盛顿大学的助理教授Gautam Dantas说。“我们需要确保土壤细菌的抗性基因不传递给感染性细菌，否则的话耐药菌感染问题还会严重得多。”
实际上，现在人们治疗疾病所用的大多数抗生素都来自于土壤微生物，这些微生物将抗生素作为武器彼此竞争生存所需的资源。举例来说，首个成功的抗生素盘尼西林（青霉素）就是来自于一种名为青霉菌的土壤真菌。然而，青霉素和其他抗生素的广泛使用，促使致病菌很快演化出对这些药物的抗性。
在这项新研究中，研究人员获取了明尼苏达州和密歇根州的18个农牧业土壤样本，对其中的细菌DNA进行了分析。他们从土壤样本中分离小片段的细菌DNA，并在其中筛选了能够赋予细菌抗生素抗性的基因。
此前曾有研究鉴定了细菌共享基因所需的序列，只有离这些“移动性片段”很近的抗性基因才能够在细菌之间传播。研究人员在土壤细菌中鉴定了的大约三千个抗生素抗性基因，这些基因基本都不在上述片段的附近。
研究人员发现，土壤中的抗生素抗性基因与特定细菌种属捆绑在一起，这说明种属之间的抗性基因传递很少发生。而在感染性的细菌中，抗性基因的共享要频繁得多。
“我们认为，接触新抗生素是抗性基因共享的主要推动力，”Dantas说。“人们频繁使用多种抗生素治疗细菌感染，所以致病菌经常面临着新抗生素的威胁。但对于土壤细菌来说，新抗生素的演化可能需要几千年时间，它们并不经常碰到新抗生素。”
下一步，Dantas及其同事将在医院、环境和人类消化道的菌群中，研究影响抗生素抗性基因传播的因素。
“我们很高兴的发现，土壤细菌的抗生素抗性基因通常不会一下子跳到致病菌中去，”Dantas说。“不过我们仍然希望能够彻底堵死这些基因的传播通道。”
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