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        生物物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)小細(xì)菌群體如何在治療中存活下來
        
			
        
				2019-04-25 11:10:55
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        埃默里大學(xué)的一項新研究發(fā)現(xiàn)，小群體的致病菌可能比較大的群體難以殺死，因為它們對抗生素的反應(yīng)不同。eLife雜志發(fā)表了這項研究，結(jié)果表明，含有100個或更少細(xì)胞的細(xì)菌群體隨機(jī)地對抗生素產(chǎn)生反應(yīng) - 不像大群體那樣均勻。
        

        生物物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)小細(xì)菌群體如何在治療中存活下來
        

        “我們已經(jīng)證明，未被藥物治療殺死的細(xì)菌細(xì)胞可能沒什么特別之處- 它們可以隨機(jī)存活，”主要作者M(jìn)insu Kim說，他是物理系的助理教授，也是埃默里抗生素的成員。抵抗中心。
        

        “這種隨機(jī)性是一把雙刃劍，”金補(bǔ)充道。“從表面上看，它使得預(yù)測治療結(jié)果變得更加困難。但我們找到了一種方法來操縱這種固有的隨機(jī)性，以便以100%的概率清除少量細(xì)菌。通過調(diào)整細(xì)菌的生長和死亡率細(xì)胞，你可以使用低抗生素濃度清除小群甚至抗生素抗性細(xì)菌。“
        

        研究人員使用兩種不同類別的抗生素藥物混合物開發(fā)了一種治療模型。他們首先證明了該模型在實驗室實驗中對少數(shù)大腸桿菌細(xì)菌的有效性，這些細(xì)菌沒有抗生素耐藥性。在后來的實驗中，他們發(fā)現(xiàn)該模型也適用于臨床分離的抗生素耐藥大腸桿菌的少量人群。
        

        “我們希望我們的模型可以幫助開發(fā)更復(fù)雜的抗生素藥物方案 - 使它們在一些感染的較低劑量下更有效，”Kim說。“這很重要，因為如果你治療細(xì)菌感染并且不能完全殺死它，那么這會導(dǎo)致抗生素耐藥性。”
        

        根據(jù)2014年抗菌藥物耐藥性評估報告，預(yù)計抗生素耐藥性將導(dǎo)致每年3億人過早死亡，到2050年全球醫(yī)療保健負(fù)擔(dān)達(dá)到100萬億美元。這種流行病的部分原因是無法可靠地根除抗生素敏感細(xì)菌的感染。
        

        幾十年來，人們認(rèn)為僅僅將細(xì)菌的種群大小減少到幾百個細(xì)胞就足夠了，因為感染者的免疫系統(tǒng)可以清除剩余的細(xì)菌。
        

        “最近，很明顯，在感染過程中，少量細(xì)菌真的很重要，”金說。“傳染性劑量 - 引發(fā)感染所需的細(xì)菌細(xì)胞數(shù)量 - 對于某些細(xì)菌種類來說是幾個或幾十個細(xì)胞，而對于其他細(xì)菌則低至一個細(xì)胞。”
        

        然而，人們尚不清楚為什么用抗生素治療細(xì)菌有時會起作用，有時也會失敗。促成因素可能包括感染者的免疫反應(yīng)的變化以及細(xì)菌細(xì)胞可能的突變變得更具毒性。
        

        金懷疑更重要的是一個因素。研究顯示，即使在像線蟲蠕蟲(一種用于研究細(xì)菌毒力的常見模型)這樣的簡單生物體中，抗生素敏感性感染也出乎意料地治療失敗。
        

        通過關(guān)注小型細(xì)菌種群，埃默里團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了動力學(xué)與大型細(xì)菌的不同之處?？股卣T導(dǎo)細(xì)菌細(xì)胞的濃度波動。當(dāng)增長率隨機(jī)性超過死亡率時，細(xì)菌的清除失敗。
        

        研究人員利用這些知識開發(fā)了兩種不同抗生素的低劑量雞尾酒藥物療法。他們將殺菌劑(殺死細(xì)菌)和抑菌劑(減緩細(xì)菌生長)結(jié)合起來，控制細(xì)胞數(shù)量的隨機(jī)波動，提高細(xì)胞死亡率超過生長速度的可能性。
        

        并非所有抗生素都適合該模型，并且需要更多研究來改進(jìn)臨床環(huán)境中的應(yīng)用方法。
        

        “我們發(fā)現(xiàn)抗生素細(xì)菌感染的成功治療比我們想象的要復(fù)雜得多，”金說。“我們希望這些知識能夠產(chǎn)生新的策略來對抗抗生素抗性細(xì)菌引起的感染。”
        
			

			
          
        
			
        
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