澳確認濫用抗生素加速細菌進化 產(chǎn)生超級抗藥菌

   據(jù)《連線》雜志報道，澳大利亞科學(xué)家經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)過度使用抗生素可加速細菌進化速度，進而提高出現(xiàn)超級細菌的可能性。研究指出，我們生存的環(huán)境存在大量抗生素，在它們的影響下，細菌正以較幾十年前更快的速度進行進化。變異速度加快將產(chǎn)生新的抗生素抗性以及其他無法預(yù)知的變化。

    此項研究由澳大利亞麥考瑞大學(xué)和悉尼科技大學(xué)的兩位遺傳學(xué)家——邁克爾·吉林斯和哈特奇·斯托克斯進行。研究指出，使用抗生素致使細菌出現(xiàn)耐藥性，過度使用能夠加快細菌變異速度，導(dǎo)致耐藥性更為普遍，同時以不可預(yù)知的方式影響病原體。研究發(fā)現(xiàn)將刊登在6月出版的《生態(tài)學(xué)與進化趨勢》雜志上。

    吉林斯和斯托克斯表示，人類服用的藥物或者消費品中的藥物成分最后進入下水道，它們不受廢物處理影響，成為水循環(huán)的一部分。動物服用的藥物也是如此。在美國，動物藥物中的抗生素占到抗生素使用總量的80%，農(nóng)田使用的肥料通常也含有大量抗生素。

    具有耐藥性的細菌顯然具有進化優(yōu)勢，隨著時間的推移，這種細菌的數(shù)量將日益增多同時不斷發(fā)生進化，致使耐藥性達到接近危機的程度。在這種情況下，歷史上出現(xiàn)的疾病災(zāi)難——例如肺結(jié)核和肺炎——將卷土重來。細菌因進化具有更強的耐藥性，導(dǎo)致醫(yī)生可用的能夠發(fā)揮效用的藥物越來越少。細菌之間可以輕易交換遺傳物質(zhì)，遏制抗生素的基因不僅在病原體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，同時也存在于整個微生物群落。

    根據(jù)吉林斯和斯托克斯的研究，在充斥著抗生素的環(huán)境下，自然選擇不僅青睞于擁有超級細菌基因的細菌，同時也青睞于擁有較快變異速度的細菌，更快的變異速度提高了出現(xiàn)超級細菌的可能性。

    科學(xué)家指出很多因素都可導(dǎo)致細菌更具有可進化性。當(dāng)受到環(huán)境的壓力時，細菌便會出現(xiàn)所謂的“SOS反應(yīng)”（也稱應(yīng)急反應(yīng)），修復(fù)DNA，誘導(dǎo)新的變異。此外，細菌也可以通過整合子的“混合搭配”進行變異。一個細菌體內(nèi)可能含有數(shù)百個整合子，絕大多數(shù)在任何給定時間都處于休眠狀態(tài)，但在對壓力做出反應(yīng)時，沉睡的整合子便進入活躍狀態(tài)。另一個導(dǎo)致細菌變異的因素是側(cè)向基因轉(zhuǎn)移，即遺傳物質(zhì)在細菌之間自由漂浮，個體基因以這種方式進行交換，例如“耐藥基因”NDM-1。2010年，印度出現(xiàn)NDM-1，幾乎所有普通抗生素都對它無可奈何。

    英國卡迪夫大學(xué)微生物學(xué)家馬克·托勒曼指出這些變異機制會讓細菌付出很大代價。他說：“這種變化實際上是在走下路坡，對細菌的基因組有害。”托勒曼對NDM-1進行了研究。但吉林斯和斯托克斯認為，對于很多細菌來說，由于抗生素的普遍存在，這種代價是值得的。吉林斯說：“這能夠改變決定更高可進化性是否值得的標準成本-結(jié)余方程式。很顯然，遭到破壞但仍然活著要比死亡好的多。”

    研究人員表示，變異速度加快將產(chǎn)生新的抗生素抗性以及其他無法預(yù)知的變化。吉林斯說：“我們在論文中描述的過程適用于細菌基因組中的所有基因，不僅僅是那些與抗性有關(guān)的基因。根據(jù)我們的研究發(fā)現(xiàn)，即使不是絕大多數(shù)，也會有大量致病性病原體加快變異速度。”

    不過，并非所有人都認可吉林斯和斯托克斯的研究發(fā)現(xiàn)。美國亞利桑那州大學(xué)進化生物學(xué)家、研究細菌可進化性的專家喬安娜·馬瑟爾指出，現(xiàn)在尚不清楚抗生素帶來的選擇壓力對細菌進化的影響程度是否超過其他因素。

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