Science：想快速形成抗藥性？細菌說「容我睡一覺」

近年來，「超級細菌」的事件多有報道。抗生素的未合理使用導致細菌抗藥性問題越漸嚴峻，已經成為全球範圍內急需解決的醫療難題。某種程度上講，抗菌素耐葯是一種不可避免的自然過程。但是長期過度使用抗生素、缺乏高質量藥物等因素大大加快了這一進程。除了研發更有效的抗菌藥物，科學家們還在試圖弄清楚細菌抗藥性形成的機制。

2月9日，《Science》期刊發表文章揭示了細菌抗藥性形成的關鍵機制。當接觸多次、高致死量抗生素，細菌會以「休眠」的方式暫時性躲避抗生素的攻擊，從而形成耐藥性（tolerance）。更重要的是，暫時性休眠階段，細菌會快速累積抵抗抗生素的基因突變，最終形成抗藥性（resistance）。

這是細菌抗藥性形成機理的最新發現。科學家們相信，解決抗生素耐藥性問題迫在眉睫，而抗藥性進化史的挖掘有助於新型抗生素的研發。

細菌啟動「休眠」，暫時性忍耐抗生素

先前的研究表明，細菌耐藥性的形成方式之一是進化出一個「計時器」，促使細菌進入休眠狀態，從而忍受抗生素的攻擊。但是一旦細菌蘇醒，抗生素依然能夠消滅它們。所以科學家們曾以為，最簡單的應對方法是延長抗生素治療時間，熬過細菌的休眠時間。

但是，來自於耶路撒冷希伯來大學的研究團隊卻發現了細菌睡覺背後的巨大秘密。事實上，細菌休眠類似於「閉關修鍊」，在此期間它們會快速累積抵抗抗生素的基因突變，且速度是清醒階段的20倍。這無疑大大加快了抗藥性的形成，從而迫使抗生素治療失效。

為了弄清楚細菌進化過程，耶路撒冷希伯來大學拉卡物理研究所的Nathalie Balaban教授帶領一群生物物理學家及其博士生Irit Levin-Reisman進行了一系列研究工作。他們在實驗室可控條件下，每日使用固定劑量的抗生素處理細菌，直至它們形成耐藥性。在這一過程中，研究人員對細菌進行追蹤分析。

研究團隊發現，多次、高劑量抗生素處理細菌，會促使它們休眠，從而躲避抑制它們生長的抗生素。更重要的是，一旦細菌進入休眠狀態，它們會獲得耐藥性（tolerance），並且在此期間快速累積抵抗抗生素的基因突變，最終形成抗藥性（Resistance）。

「耐藥性」助力「抗藥性」

研究人員強調，耐藥性是細菌形成抗藥性的關鍵「鋪墊」。休眠階段（即耐葯階段），細菌基因組發生大量突變，加快了抗藥性的形成。細菌休眠不僅僅暫時性躲避了藥物的攻擊，還能促使細菌從耐藥性 「快速升級」至抗藥性階段。

這一最新發現有望給新抗生素的研發提供指示，科學家們可以研發出靶向耐藥性細菌的抗生素，從而延緩抗藥性的形成過程。

參考資料：

Bacteria sleep , then rapidly evolve, to survive antibiotic treatments

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