罗王资讯
不种沃柑砂糖橘还能种什么?有三种特色水果,谁先种就抢到商机!
您所在位置:母婴育儿 > bbin娱乐优惠活动 - 《自然》子刊:为了活着要什么脸皮!科学家首次记录下细菌「脱皮」的耐药全过程,为了生存,细菌竟然敢于扒

bbin娱乐优惠活动 - 《自然》子刊:为了活着要什么脸皮!科学家首次记录下细菌「脱皮」的耐药全过程,为了生存,细菌竟然敢于扒

阅读次数:3906  时间:2020-01-11 10:55:38

bbin娱乐优惠活动 - 《自然》子刊:为了活着要什么脸皮!科学家首次记录下细菌「脱皮」的耐药全过程,为了生存,细菌竟然敢于扒

bbin娱乐优惠活动,面对抗生素的围剿,细菌为了生存真是太拼了。

近日,来自英国顶级学府纽卡斯尔大学的科学家katarzyna mickiewicz和jeff errington发现[1],人尿液中引起疾病的大肠杆菌,为了躲避抗生素的追杀,竟然能轻易地转化成没有细胞壁的l型细菌,让青霉素等靶向细胞壁合成的抗生素,完全失去作用。

要知道,细菌体内的渗透压可达到20-25个大气压,在细胞壁遭到破坏的情况下,很快就会因过度吸水胀破死亡。青霉素等就是依靠这个原理杀死细菌的。

左:接连破裂的细菌 右:正常生长的细菌

不过,巧就巧在,尿液非常特殊,几乎和细菌的细胞质是等渗的。

细菌:“为了活命,我连细胞壁都不要了,我看你咋搞我。”

抗生素:“小贼,要不是因为尿液的高渗环境保护着你,你的小命早没了。”

让研究人员没有想到的是,l型细菌能轻松挺过抗生素治疗周期(一般5-14天),而且一旦抗生素撤离,l型细菌能在不到一天的时间内,分裂出有细胞壁的细菌,恢复往日活力,导致感染复发。

此外,在本研究中,科学家们还用视频记录下了细菌在l型和有壁型之间的转换过程。证明了细菌变成l型是一种耐药,导致疾病复发的方式。

katarzyna mickiewicz在实验室(www.ncl.ac.uk)

实际上,l型细菌发现的并不晚。就在弗莱明发现青霉素的7年之后,德国生物学家emmy klieneberger-nobel在英国lister研究所研究念珠状链杆菌时,第一次看到细胞壁缺陷型细菌(l型细菌的名字来自于lister研究所的首字母)。在当时的认知条件下,klieneberger-nobel的震惊程度可想而知。

klieneberger-nobel:“没有了细胞壁的保护,l型细菌怎么还能存活而不炸裂?”

现在我们已经知道,由于常用的细菌培养基是低渗的,因此不可能获得l型细菌。不过,只要使用等渗培养基,就可以通过多种方法诱导出l型细菌,例如溶解细胞壁的溶菌酶,和青霉素等抑制细胞壁合成的抗生素。

不过这种没有细胞壁的l型细菌对细菌的生长繁殖有什么作用,一直没有定论。有科学家认为l型细菌废了,没啥致病能力;也有科学家认为,没准儿这就是细菌的一个耐药机制呢?但是都没啥直接的有力证据。

在高渗条件下,抗生素处理,细菌失去细胞壁变圆,形成l型细菌

其实,大家之所以对这个问题争论不休,主要问题还是研究的比较少,没有被重视起来,没有认真地往耐药方向想。

长期以来,对于耐药,有两个主流认知:一个是产生耐药基因了;另一个是产生了微生物持留菌[2,3]。这个微生物持留菌引起的复发和因耐药引起的复发还不一样。

微生物持留菌是细菌的一种特殊形态,可以说是,当外界的环境条件不适宜细菌生存时(例如抗生素治疗),有一小部分细菌会改变细胞状态,悄咪咪地蛰伏在一些细胞中长久地休眠,等抗生素打击期过去之后,重新出来活跃,导致感染复发。

有了这两个认知,就很少有人把l型细菌当回事儿。

在低渗条件下,抗生素处理,细菌失去细胞壁,膨胀,炸了~

微生物学家jeff errington把这个问题当做他的研究重点。去年,errington团队在《细胞》杂志上发文称,在某些生理条件下,巨噬细胞等免疫细胞产生的溶菌酶,实际上对细菌起到了保护作用[4]。因为,溶菌酶破坏了细菌的细胞壁,让靶向细胞壁合成的抗生素没了用武之地。

为了进一步探索抗生素与l型细菌之间的关系,以及l型细菌与耐药之间的关系,errington和mickiewicz打算从尿路感染入手。

尿路感染是一个非常常见的疾病,美国估计每年要在这个疾病上花费16亿美元[5]。

其实不仅仅是美国患者受这个疾病的困扰。在全球范围内,尿路感染每年影响着全球1.5亿人,即使是接受抗生素治疗,也仍有30-50%的患者在治疗之后会复发[6]。

该图片由gerd altmann在pixabay上发布

mickiewicz分析了30位复发性尿路感染患者[7]的尿液样本,她发现只有一个患者的尿液中没有l型大肠杆菌,其他的患者都有。而且他们还用一些方法证实,他们看到的l型物体确实是细菌,而不是人的细胞产生的囊泡等物质。粗略估计的话,每毫升尿液中有100到10000个l型细菌。

体外实验显示,在抑制细胞壁生成的抗生素存在的条件下,如果培养基对l型细菌没有渗透保护作用,在2.5小时之内,细菌都膨胀、裂解死光光;如果在渗透保护的培养基中,大约经过3个小时,l型细菌就出现了。

如果想证明l型细菌是感染反复发作的原因,就必须得证明l型细菌确实能转化成有细胞壁的细菌。mickiewicz不仅证实了这一点,而且还用视频记录下了l型细菌,分裂增殖出正常细菌的全过程。在体外的条件下,整个过程大约需要40分钟左右。

撤除环境中的抗生素之后,l型细菌繁殖出有壁正常细菌

最后研究人员还在斑马鱼体内观察了l型细菌转化成有壁细菌的过程。从研究人员将l型细菌注射到斑马鱼体内开始算起,20个小时后取样能检测到有壁细菌的存在。而且他们还在斑马鱼体内观察到了,在抗生素的处理下细菌变成l型细菌的过程。

总的来说,这个研究表明,除了其他的耐药机制之外,l型细菌也是一个耐药途径,而且无需基因变异,便可以通过丢弃细胞壁在抗生素治疗期间顽强存活。更为重要的是,一旦撤出环境中的抗生素,这些l型细菌很快就会繁殖出一堆正常的有壁细菌出来。

研究人员认为,要想治好一些复杂的反复感染,靶向细胞壁的抗生素要与其他类型的抗生素组合使用。

*我看完这个论文一直在想一个问题,如果尿路感染的患者在接受靶向细胞壁的抗生素治疗期间,每天都大量饮水,会不会有辅助治疗的功效(我不知道,我瞎猜的哈

)。

最后,我要说的是:你以为微生物就这么点儿本事吗?如果是这样,那你就真的是“拿豆包不当干粮”了。

近二十年的研究表明,人体微生物的数量几乎与人体细胞一样多。这些看上去非常不起眼的小东西,与人类的多种疾病有关,从普通的感染和炎症,到精神疾病、心血管疾病,甚至是癌症,都有一股神秘的来自微生物的力量在背后操纵着。

今年奇点编辑部倾力打造的音频内容《医学趋势50讲》,里面有5节课是关于人体微生物的,我们希望通过这5节课,帮助大家认清影响人类健康的这帮小东西。欢迎大家前去试听~~

编辑神叨叨

全体奇点糕呕心沥血呕心沥血呕心沥血打造的重磅音频课程《医学趋势50讲》终于上线了。我们一口气帮你同步了全球医学前沿领域最重磅的进展。只需500分钟,让你彻底搞懂最重磅的医学前沿进展。

课程亮点如下:

1、全面:一网打尽最重磅的医学前沿进展。

在这套《医学趋势50讲》中,我们囊括了免疫治疗、干细胞、微生物、人工智能、二代测序,抗癌新药研发等15个重要的前沿领域,帮你将全球最顶尖的科研成果一举收入囊中。

2、紧跟趋势:帮你无缝同步全球认知。

奇点跨学科专业知识团队,依靠强大的自有数据库系统,每天跟踪全球3000多本医学与生命科学领域的重要期刊,实时把握医学前沿科技最强劲的脉搏。和全球认知同步,你不需要费心费力,我们把全球脉动送到你的耳边。

3、有趣易懂:不用绞尽脑汁,就能理解全球医学顶尖难题。

医学和生命科学领域的论文往往晦涩难懂,再加上语言的隔阂,导致很多人对此望而却步。这一次,我们帮你把艰深晦涩的前沿学术调制成清新爽口的科学小品,让你在享受科学之美的同时,轻轻松松理解医学顶尖难题。和全球最聪明的大脑思考同样的问题,你也可以。

长按识别下图二维码,即可购买这套超值的音频课程。两人拼团即可享有超值优惠价格。

为了进一步提升我们知识服务的品质,欢迎您添加奇点主编的微信,随时交流课程感想。

参考资料:

[1].mickiewicz k m, kawai y, drage l, et al. possible role of l-form switching in recurrent urinary tract infection[j]. nature communications, 2019, 10(1): 1-9.

[2].jorgensen i, seed p c. how to make it in the urinary tract: a tutorial by escherichia coli[j]. plos pathogens, 2012, 8(10): e1002907.

[3].maisonneuve e, gerdes k. molecular mechanisms underlying bacterial persisters[j]. cell, 2014, 157(3): 539-548.

[4].kawai y, mickiewicz k, errington j. lysozyme counteracts β-lactam antibiotics by promoting the emergence of l-form bacteria[j]. cell, 2018, 172(5): 1038-1049. e10.

[5].simmering j e, tang f, cavanaugh j e, et al. the increase in hospitalizations for urinary tract infections and the associated costs in the united states, 1998–2011[c]//open forum infectious diseases. oxford university press, 2017, 4(1).

[6].foxman b. urinary tract infection syndromes: occurrence, recurrence, bacteriology, risk factors, and disease burden[j]. infectious disease clinics of north america, 2014, 28(1): 1-13.

[7].drage l k l, robson w, mowbray c, et al. elevated urine il-10 concentrations associate with escherichia coli persistence in older patients susceptible to recurrent urinary tract infections[j]. immunity & ageing, 2019, 16(1): 1-11.

本文作者 | biotalker

买足球彩票的app

上一篇:丁香医生再曝料:权健束昱辉调理过白血病人全好了?

下一篇:邀请函 | 山西省中小学教师信息技术应用能力提升工程2.0研讨会

随机新闻