耐药性咋回事？跟微生物互相勾结有关

上面的3D图像清楚地显示了粘膜表面的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。

照片:梭特斯托克

越来越多的细菌对抗生素越来越有抵抗力。当传染性细菌变异和繁殖时，即使它们使用最有效的药物，它们也会产生耐药性。然而，研究表明，抗生素耐药性的传播途径非常令人担忧:有一种机制可以让细菌对其他活细菌产生耐药性。

2012年6月，在圣保罗，一名35岁的男子在医院检查了许多问题。除了皮肤癌，他还感染了潜在的致命细菌。他开始化疗并服用抗生素。杀菌治疗似乎奏效了，但一个月内，由微生物引起的发烧又回来了。

他感染了著名的超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)。因此，医生转向抗生素的最后一道防线，即强效化合物万古霉素。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌起初对万古霉素没有天然的防御机制，但在两个月内，它已经对万古霉素产生耐药性，导致治疗再次失败。

科学家后来发现，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌不是通过简单的突变获得耐药性的，而是通过获得大量新的DNA获得的。这份长长的外源基因清单包含保护细菌免受抗生素侵害的蛋白质说明，因此耐甲氧西林金黄色葡萄球菌将继续胜出。那么这个DNA是从哪里来的呢？

粪肠球菌。粪肠球菌通常被称为共生细菌，是人体的“好细菌”之一。它生活在我们的肠子里，但不会对人体造成伤害。人类消化道是微生物活动的场所，包含数万亿个单细胞生物。粪肠球菌对维持人类健康的肠道环境非常重要。反过来，这种共生蜂巢也有助于抑制粪肠球菌本身的黑暗面。

问题是病人的免疫系统会自我削弱，所以当他们接受抗生素治疗时，粪肠球菌的阴暗面会开始滋生。与此同时，抗生素正在不分青红皂白地清除所有不具备自然防御能力的细菌，包括许多“好细菌”肠道微生物。然而，粪肠球菌存活下来是因为其DNA中的耐药机制。

周围没有威胁，也没有免疫系统可以应对。粪肠球菌及其具有强烈耐药性的朋友开始大量繁殖和繁殖，并在肠道的各个区域愉快地定居下来。然后，它们将与其他具有耐药性和致病性的邻居密切接触。

交换消息

人类通常用语言交谈，但当细菌聚集在一起时，它们通过DNA编码指令交换信息，即所谓的水平基因转移，即DNA从一个细胞转移到另一个细胞。虽然很酷，但这意味着粪肠球菌和它的超级病原体朋友共享对抗生素的耐药性，这一信息可以使他们在抗生素的攻击下存活下来。

不仅如此，粪肠球菌在进化上走得更远，已经成为抗生素耐药性的最终传播者之一。如果细菌有不需要的基因编码，它们就会有一种防御机制，即crispr-cas9，这是科学家现在用来编辑DNA的技术手段。这项技术可以在细菌造成伤害之前切断危险的基因编码或病毒DNA。

粪肠球菌也有crispr-cas9机制，但令人惊讶的是，它牺牲了这一机制，以允许所有种类的DNA进入并保留在自己的细胞中。这是一个非常冒险的策略，但最终证明牺牲crispr-cas9是值得的，因为粪肠球菌成功获得并传播了大量基因。正是这种特殊的增益和交换设计使粪肠球菌能够在短时间内产生万古霉素耐药性。

抗生素在现代医学中非常重要。多亏了抗生素，全球人类平均寿命增加了20年。它们通常用于治疗感染性疾病或术后治疗，因此迫切需要解决抗生素耐药性问题。在如此紧急的情况下，科学家们发现更糟糕的是，微生物实际上相互勾结。

因此，人们需要对粪肠球菌有更深入的了解，但这种微生物的许多天然和内在的耐药机制仍笼罩在神秘之中。科学家沮丧地发现，粪肠球菌在受到抗生素攻击时有一张王牌。例如，在研究人员删除一个完整的DNA片段后，他们会发现粪肠球菌有另一个可以发挥同样作用的DNA片段，并且可以在任何情况下产生耐药性。我们不知道哪些DNA片段可以用这种方式备份，哪些不能。

因此，一个完全没有备份的DNA片段将是一个理想的目标。幸运的是，在实验室里，科学家可以逐渐删除DNA来识别最终的关键片段，并最终将粪肠球菌从经销商名单中移除。

蝌蚪工作人员编译自livescience，翻译狗哥格，经授权转载