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研究人员发现减少抗生素的使用不足以逆转某些类型细菌对抗生素耐药性的日益增加。除了传递赋予其后代抗生素抗性的基因外，许多细菌还可以通过称为缀合的过程在它们之间交换基因。然而，长期以来一直存在一个争论，即这个过程是否足够快地传播到不受抗生素攻击的人群中。
在一项新的研究中，杜克大学的研究人员相信他们已经找到了这个问题的明确答案。通过对能够结合的细菌的一系列实验，他们表明所有测试的细菌都足够快地共享基因以维持抗性。然而，他们还表明，有办法破坏这一过程并逆转抗生素耐药性。结果于11月22日在线发表在Nature Communications杂志上。
“当我第一次看到这些数据时，结果令我感到意外，”杜克大学Paul Ruffin Scarborough工程副教授Lingchong You说道。“对于我们测试的所有细菌，它们的结合速度足够快，即使您不使用抗生素，也可以保持抗性 - 即使基因携带成本很高。”
对抗生素的大多数抗性产生并通过自然选择传播。如果一些幸运的细菌具有帮助它们在一轮抗生素中存活的基因，那么它们很快就会为下一代产生亲子关系并传递这些基因。
然而，许多这些基因都需要付出代价。例如，突变可能允许细菌构建更厚的膜以在特定抗生素中存活，但该突变也可能使细胞更难以繁殖。如果没有抗生素的选择性压力从竞争中消失，具有这种突变的细菌应该随着时间消失。
但是当负责抗性的基因也可以在细胞之间交换时，方程变得更加复杂。支持维持抗性是基因共享的速度。与之相反的是前面提到的基因的生物学成本，以及基因传递时的自然错误率。
“尽管有成本，但已经有一些关于共轭是如何保持抗性的研究，但是缺乏仔细和定义明确的实验来得出明确的结论，”你说。“这就是Allison做出了重要贡献的地方。她非常彻底的测量使我们能够高度自信地得出结论。”
Allison Lopatkin是You实验室的博士生，也是该论文的第一作者，他在一个多月的时间里仔细测量了病原体的结合率和抗生素耐药性。这些菌株是通过与Duke Health的平行项目获得的，其中您正试图确定病原体之间的共轭结合方式。
到目前为止，您已经发现他测试过的细菌病原体超过30%通过结合传播抗性。其中9个由Lopatkin进一步测试，看看它们在抗生素的消退中如何保持它们的抵抗力。
“我们测试的每一种临床菌株即使没有抗生素的选择压力也能通过结合保持其抗性，”Lopatkin说。
结果表明 - 至少对于交换抗性基因的细菌 -仅仅管理使用的抗生素的数量将不会扭转日益增长的抗药性问题。为了取得任何进展，根据You和Lopatkin的说法，还需要药物来阻止基因的共享并降低它们通过繁殖传递的速度。
幸运的是，这些药物已经存在，并且可能还有更多的药物等待被发现。
“我们用一种已知可以抑制结合的药物进行相同的实验，另一种药物可以促使抗性基因丢失，”Lopatkin说。“我们发现，如果没有抗生素的存在，我们可以逆转细菌对我们测试的四种病原体的抵抗力，并可以阻止其在其他病原体中扩散。”
其中一种药物是良性天然产品，第二种是FDA批准的抗精神病药物。虽然该团队已提交临时专利，以使用该组合来逆转抗生素耐药性，但他们希望未来的工作能够揭示出更好的选择。
“作为下一步，我们有兴趣确定可以更有效地填补这些角色的其他化学品，”你说。“从历史上看，当研究人员筛选大型药物库时，他们专注于可以杀死细菌的药物。但我们的研究表明，有一个全新的世界，你现在可以筛选其他功能，如阻止结合或诱导性的损失基因。这些化学物质，一旦证明是安全的，可以作为标准的抗生素治疗的辅助剂，也可以在环境设置为一般管理抗生素耐药性的蔓延的方式应用“。
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