科学家们发现了导致抗生素耐药性的基因突变

来自马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院和哈佛大学的科学家已经发现了细菌中的新突变，这些突变促进了高水平抗生素抗性的进化。发表在eLife上的研究结果增加了我们对抗生素耐药性如何发展的理解，该团队认为这对于维持现有药物和未来药物的有效性至关重要。抗生素抗性细菌的兴起正在挑战临床医生，一些感染已经抵抗几乎所有可用的药物。疾病控制和预防中心2013年的一份报告估计，仅在美国，这种感染每年至少会导致23,000人死亡*。

Deborah Hung是当前研究的高级作者，也是Broad Institute的核心研究所成员和传染病和微生物组计划的联合主任，他说：“某些细菌，包括分枝杆菌，由于它们的突变而产生耐药性。我们希望通过观察抗生素浓度，它们对细菌的杀灭作用和抗药性突变体的出现之间的关系，获得对这些物种中促进抗性的分子过程的新见解。“

为此，洪和她的团队培养了数百种耻垢分枝杆菌(M. smegmatis)的培养物，这是一种导致结核病的细菌的表亲。他们将细菌暴露在低抗生素浓度下，药物的微生物杀灭效果相对较慢。这使得该团队能够监测敏感细菌的杀灭，同时隔离突变体发育的单个孔。

“我们在一小部分文化中发现了抗药性突变体的产物，”第一作者詹姆斯·戈麦斯说。“每个个体在核糖体的不同组分中携带单个突变，核糖体是负责在细胞内构建蛋白质的复杂分子机器。”

研究小组发现，这些新型核糖体突变使细菌对几种不同类别的抗生素具有抗性，这些抗生素甚至不会靶向核糖体，并且突变体从未暴露过。它们还增强了对两种非抗生素应激的抵抗力：热休克和膜应激。

Gomez解释说：“我们确实看到了细菌的适应成本，因为突变降低了它们的生长速度。然而，细胞内发生的重新编程响应突变使得细菌对抗生素和非抗生素的压力都不那么敏感。这表明，在耻垢分枝杆菌等物种中，这些类型的突变可以增强多药物环境中的适应性，并作为高水平耐药性发展的垫脚石，尽管突变对成长具有成本。“

该团队现在希望通过将实验生物学方法与基因组序列信息的彻底探索相结合，探索包括结核分枝杆菌在内的多种细菌物种的这种现象。更全面地了解多药耐药性如何出现有助于开发或优化治疗细菌感染的新药。