抗生素的危机：细菌可从竞争对手那里获得耐药性学术资讯

▲图注：Type VI secretion system（VI型分泌系统，简称T6SS，绿色，品红色）介导的对竞争细胞的杀伤和溶解，可致DNA释放（蓝绿色）和基因转移。

细菌不仅可以对抗生素产生耐药性，还能从竞争对手处获取抗体。在最近出版的《细胞报告》中，瑞士巴塞尔大学生物中心的研究人员证实，部分细菌（下文统称捕食者细菌）会向竞争对手（下文统称竞争细菌）注入毒性混合物，导致其细胞溶解与死亡。随后，通过整合竞争细菌释放的可能携带耐药基因的遗传物质，捕食者细菌就能获得抗生素耐药性。

抗生素的频繁和不当使用可能会导致耐药性的迅速蔓延，这在医院中尤为显著。在医院中，患者不仅会引入各种可能已产生耐药性的病原体，还可能因为在抑制感染时使用抗生素而使耐药性在病原体之间增强与转移。

排除其他因素，多重耐药性的出现和扩散，可以归因于捕食者细菌的特殊技能：其一，他们在与竞争细菌对抗时，会通过VI型分泌系统（T6SS，类似于毒药注射器）向其注射一种有毒性蛋白质的混合物（即效应子）。其二，他们能够吸收和再利用竞争对手释放的遗传物质。目前，巴塞尔大学生物中心Marek Basler教授的团队通过分析模型微生物（不动杆菌），已经识别出5种不同的效应子。“有的毒性蛋白质可以有效地杀死竞争细菌，但不会损坏其细胞，”Basler解释说，“另一些毒性蛋白质则可以严重破坏细胞膜，最终导致竞争细菌的溶解和其遗传物质的释放。”

捕食者细菌可以吸收释放的DNA片段，假如该片段恰好携带了耐药基因，那么捕食者细菌就能获取耐药性了。其结果就是，抗生素失效，细菌可以不受影响的大量复制。有这种特殊能力的病原体成为医院最头疼的问题——通过与其他耐药细菌的接触，他们可能逐渐拥有更多的耐药性，即成为多重耐药细菌。在最坏的情况下，抗生素治疗将失去效果，有多重耐药性的病原体将成为患者的致命威胁。

“在其他病原体（如肺炎或霍乱病原体）中也能发现T6SS和不同的效应子，”Basler讲道，“有趣的是，并非所有的效应子都足以杀死目标细胞，因为有的竞争细胞可能已经具有了抗毒素（免疫蛋白）。在捕食者细菌中，我们也识别出了与5种毒性效应子对应的免疫蛋白。因此对捕食者细菌来讲，注入单一的毒性效应子意义不大，而应注入有不同效应子的毒性蛋白混合物。这可以提高杀死竞争细菌，释放其DNA的成功率。”

抗生素和抗菌素耐药性已经共存了很长时间了。二者随着微生物的共存而演变发展，并使得细菌能够抵御天敌或消灭竞争者。这是细菌征服和控制新环境的方法之一。然而，随着抗生素在医药中的使用，细菌可产生耐药性的天性已经成为巨大问题。这使研究人员面临着持续开发新型抗生素和减缓耐药性扩散的挑战。

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编译：雷鑫宇审稿：阿淼编辑：张梦

来源：https://www.sciencedaily.com