Nature子刊：質粒是抗生素耐藥性的進化促進劑
日期：2016-11-14 09:24:32
在一項新的研究中，來自英國牛津大學等機構的研究人員發現被稱作質粒的小分子DNA是擴散抗生素耐藥性的全球健康重大威脅的元兇之一。
利用一種新的實驗模型，研究人員證實質粒能夠加快新的耐藥性類型進化，從而使得它們在這一過程中發揮的作用比之前所認為的更加重要，其中質粒存在于細胞內，而且已知是轉移抗生素耐藥性基因的載體。相關研究結果于2016年11月7日在線發表在Nature Ecology and Evolution期刊上，論文標題為“Multicopy plasmids potentiate the evolution of antibiotic resistance in bacteria”。
論文資深作者、牛津大學動物學系研究員Craig MacLean教授說，“抗生素的發現使得治療細菌性感染更加容易而引發醫學變革，而且這已對人類健康和長壽產生重大影響。比如，使用青霉素已導致一些肺炎類型引發的死亡病例下降了90%。不幸的是，在過去30多年來，很少發現新的抗生素，而且對現存的抗生素產生的耐藥性已穩步地擴散，這是因為抗生素在醫學上大量使用。這癥導致醫學危機，這是因為我們喪失了治療能夠威脅生命的細菌性感染的能力。”
MacLean教授說，“耐藥性基因在細菌群體中的擴散是通過一種簡單的達爾文選擇促進的：在抗生素治療期間，具有耐藥性基因的細菌要比敏感性的細菌擁有更高的繁殖率，因此，抗生素的使用導致耐藥性基因擴散。”
“很多最為重要的耐藥性基因是在質粒上發現，其中質粒是小分子的環狀DNA，存在于細菌內。質粒能夠在細菌間移動，而且通常被認為是在細菌間轉移耐藥性基因的重要‘載體’。”
“我們的論文證實質粒也能夠作為一種進化促進劑，加快新的耐藥性類型進化。這是因為細菌通常攜帶多個質粒拷貝，從而允許質粒攜帶的耐藥性基因快速地進化出新的功能---就這項研究而言，就是降解抗生素的能力。此外，質粒自動地擴增這些新的功能獲得改善的耐藥性基因的拷貝數量。”
“這些發現證實質粒在抗生素耐藥性和進化出新功能中發揮著一種新的作用，而且它們突出表明質粒對公共衛生帶來的威脅。”
MacLean教授補充道，“對質粒的常規觀點是它們作為一種在細菌間轉移耐藥性基因的重要載體。我們的研究通過證實質粒促進新的抗生素耐藥性類型進化來展示質粒在抗生素耐藥性中的一種新作用。盡管這在本質上并沒有提供任何一種解決方法，但是它進一步強調了開發處理質粒的新方法的重要性。比如，開發將阻斷質粒復制的新藥物可能是可行的。”
