使病原体相互抵抗以防止耐药性

限制急需的资源可能会使病原体相互抵抗，并防止出现耐药性。新的研究表明，利用患者体内病原体之间的竞争可以延长已经存在抗药性的现有药物的寿命，并防止新药出现耐药性。一篇描述这种抗药性生态学方法的论文发表在12月11日的“美国国家科学院院刊”上。

“耐药性正在阻碍艾滋病，结核病和疟疾的控制，每年全世界共有300万人死亡，”宾夕法尼亚州立大学研究员，该论文的第一作者Nina Wale说。“这也从复杂大手术和癌症化疗恢复，我们正面临着一个很大的问题：有什么可以当患者感染了我们做药?耐药病原体，否则会造成治疗失败，我们可以用其他药物，但其他药物可能无法获得，开发新药物是一个漫长而昂贵的过程。通过利用宿主体内寄生虫之间的竞争，我们设法使用现有药物成功治疗感染，即使是抗药性寄生虫已经在那里了。“

当病原体(例如寄生虫，病毒或细菌)发展出允许其避免被药物杀死的基因突变时，就会产生耐药性。即使只有一种个体病原体具有这种突变，这种情况通常是首次出现抗药性的情况，一旦个体在药物治疗后幸存下来，就可以复制到数十亿人口中。但抗药性通常伴随着成本，耐药性病原体通常不像其他病原体那样有效获得某些资源，或者它们可能需要更多的资源。

“在没有药物治疗的情况下，阻止病原体传播的唯一因素就是对药物治疗敏感的病原体的竞争，”宾夕法尼亚州立大学生物技术与生物技术教授Evan Pugh说道，该论文的高级作者。“我们正在利用竞争的自然力来控制抗药性，并使用传统药物治疗敏感药物。”

研究人员操纵了疟疾寄生虫在感染过程中使用的小鼠饮用水中的一种营养素 - 正如园丁可能通过肥料操纵营养物质来支持某些植物一样。这种饮食干预与传统药物一起用作一种联合疗法。

“我们用传统药物治疗感染了药物敏感性疟疾寄生虫的小鼠，”Wale说。“当给予小鼠营养素时，40%的小鼠治疗失败，我们通过各种测试证实，这是因为耐药菌株突然爆发。但当营养素有限时，感染没有反弹因此，通过限制这种营养素，我们可以防止出现耐药性。“

研究人员随后证实，他们的结果是由于寄生虫之间的竞争，而不是限制营养素的其他一些影响。当药物处理的小鼠仅用抗性菌株感染并且营养物受限时，抗性寄生虫存活。但是，当药物处理的小鼠被敏感和抗性寄生虫感染时，限制营养物质阻止寄生虫完全生长 - 即使最初存在的抗性寄生虫的数量远远超过它们通常首次出现在宿主中时的数量。

“这项研究是一项原则验证，即生态操纵可以使药物继续使用，”Read说，“即使是否会导致治疗失败的耐药性病原体也会大量存在。人们已经寻找抗性病原体的弱点，但他们是在没有易感病原体的情况下做的。我们的工作表明，不涉及这种竞争方面的研究缺少控制阻力的自然力量，而且缺少大量的操纵的可能性。“

这项工作提出了一个新的研究方向，使研究人员能够利用病原体之间的自然竞争来控制耐药性的出现。对于像结核病和疟疾这样的感染，已经存在对传统药物的耐药菌株，研究人员必须接着确定耐药菌株比敏感菌株更需要的资源或营养素;确认限制资源将导致抵抗菌株的消除;确定最有效的干预策略以消除资源;并确定干预的理想时机。对于正在开发新药的感染，可以在药物开发阶段解决这些问题。

“研究人员已经竭尽全力将耐药性确定为药物开发的常规部分，”Read说。“你可以将限制资源的干预措施发展到药物开发管道中。初始成本会增加，但在相对较小的初始投资之后，你可以延长药物的使用寿命。它花费了一亿美元或者更多地将新药推向市场，因此收益可能相当大。

“通常情况下，如果医生在感染中检测到耐药性，他们就不会使用该药物。如果您还有其他选择，那也没关系。但如果您还没有其他选择，那么这种操作就是允许的即使有抵抗力，你也要对病人进行治疗。“

除了Wale和Read之外，研究团队还包括宾夕法尼亚州立大学的Derek Sim，Matthew Jones和Rahel Salathe以及安大略省金斯顿女王大学的特洛伊日。这项工作由普通医学研究所资助。