抗生素耐藥性是一種全球性的公共健康威脅，據(jù)美國CDC數(shù)據(jù)顯示，其在美國每年會引發(fā)超過2.3萬人死亡，這與人群抗生素過度使用直接相關(guān)，但近日，一項刊登在國際雜志Science上的研究報告中，來自波士頓大學(xué)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，在并沒有暴露在抗生素的條件下，細菌也會產(chǎn)生抗生素耐藥性；文章中，研究者闡明了細菌所利用的短期生存技術(shù)與長期藥物耐受性之間的關(guān)聯(lián)。

圖片來源：Assistant Professor Mary Dunlop

幾十年來，科學(xué)家們一直傾向于一種觀點，即長期接觸藥物會使得細菌產(chǎn)生抗生素耐藥性，研究者El Meouche也堅信這一點，并希望能在自己的研究中證實這種觀點，但一項對照實驗意外揭示了一種未被檢驗的關(guān)聯(lián)，即細菌的短暫性保護措施與誘發(fā)持久藥物耐受性的突變之間存在一定關(guān)聯(lián)。

在自然界中，細菌能夠利用一種外排泵將抗生素和其它毒素排出細胞來保護細胞免受損傷，細胞產(chǎn)生外排泵非常昂貴，其會減緩細胞，破壞細胞膜并消耗大量能量，為了平衡抵御產(chǎn)生外排泵的潛在回報，細菌就必須多樣化地使不同細胞表達外排泵來抵消其中的風(fēng)險。研究者Dunlop說道，我們都知道，細菌細胞的外排泵對于抗生素耐藥性的產(chǎn)生至關(guān)重要，擁有很多外排泵的細菌不僅能夠固有表現(xiàn)出對抗生素較強的耐受性，而且其還會發(fā)生突變來獲得高水平的抗生素耐藥性，外排泵的表達或許就是細菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的基石。

研究者還發(fā)現(xiàn)，細菌更易于出現(xiàn)引發(fā)耐藥性的突變，盡管細菌并未接觸抗生素，為了檢測這一論斷，研究人員對細菌進行遺傳工程化操作使其表達不同水平的外排泵，隨后研究者來觀察這些外排泵表達、DNA修復(fù)酶、MutS以及細菌細胞生長率之間的關(guān)系。研究者推測，如果細菌必須永久性地突變其DNA來產(chǎn)生抗生素耐藥性的話，那么DNA修復(fù)蛋白或許就與這一過程存在關(guān)聯(lián)，研究結(jié)果表明，細菌外排泵或與MutS蛋白的表達之間存在一種負相關(guān)關(guān)聯(lián)，即細菌決定使用的外排泵越多，細胞中MutS蛋白的表達量越少。

隨后研究者分析了細菌細胞生長和外排泵表達之間的關(guān)聯(lián)，細胞生長減緩被認為會誘發(fā)細胞遺傳物質(zhì)更多的突變，而實際上外排泵表達的增加與細胞生長減緩直接相關(guān)，而并不僅僅是存在關(guān)聯(lián)。研究者El Meouche說道，細菌具有耐藥性并不僅僅是因為其表達了外排泵，而是細菌更易于通過上述關(guān)聯(lián)來出現(xiàn)突變，我們闡明了細菌細胞中特定基因表達的變化如何引發(fā)后期遺傳物質(zhì)永久性的改變。

最后研究者Dunlop說道，關(guān)于遺傳改變我們知道很多，其會通過諸如不利環(huán)境影響等事件通過一個種群，后期我們還將繼續(xù)深入研究來闡明細菌細胞如何在缺席抗生素的情況下產(chǎn)生耐藥性，這或為未來開發(fā)新型療法來遏制細菌抗生素耐藥性提供新的思路和希望。

原標題：Science：開玩笑？細菌在不接觸抗生素的情況下也會產(chǎn)生抗生素耐藥性

原始出處：

Imane El Meouche, Mary J. Dunlop. Heterogeneity in efflux pump expression predisposes antibiotic-resistant cells to mutation, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aar7981