超級(jí)細(xì)菌“特種兵”！鮑曼不動(dòng)桿菌可進(jìn)入深度睡眠以在惡劣條件下存活

由法蘭克福歌德大學(xué)貝特·阿弗霍夫(Beate Averhoff)和沃爾克·穆勒(Volker Müller)領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了一種可怕的醫(yī)院病原體的基本生存機(jī)制，叫做鮑曼不動(dòng)桿菌基本生存機(jī)制。這種機(jī)制解釋了為什么病原體在醫(yī)院里很難根除，以及為什么會(huì)在病人身上反復(fù)感染爆發(fā)：當(dāng)條件變得不利于細(xì)菌生存時(shí)，它們就會(huì)陷入一種沉睡狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，傳統(tǒng)的診斷方法將無(wú)法再檢測(cè)到它們，也不可能殺死它們。當(dāng)生活條件再次改善時(shí)，他們就會(huì)從這種“沉睡”中醒來(lái)。>>>商務(wù)洽談，點(diǎn)此處，在線咨詢(xún)

鮑曼不動(dòng)桿菌是一種極其危險(xiǎn)的病原體，在醫(yī)院等場(chǎng)所都有發(fā)現(xiàn)，其中許多細(xì)菌菌株對(duì)不同類(lèi)別的抗生素具有抗藥性。在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)期間，鮑曼不動(dòng)桿菌感染首次被大規(guī)模觀察到，此后在全球范圍內(nèi)迅速增加，這也是為什么世界衛(wèi)生組織(WHO)將鮑曼不動(dòng)桿菌列入急需新藥的細(xì)菌名單。鮑曼不動(dòng)桿菌的危險(xiǎn)傳播在于抗生素耐藥性，還在于其巨大的適應(yīng)性：即使在干燥和高鹽度等惡劣條件下，它也能繁衍生息，因此能夠在人體內(nèi)不同生態(tài)系統(tǒng)中繁殖，如：膀胱、皮膚表面和肺部。以法蘭克福歌德大學(xué)沃爾克·穆勒教授為發(fā)言人的德國(guó)研究基金會(huì)第 2251 研究單位 (FOR) 2251 自 2017 年以來(lái)一直在研究這些適應(yīng)策略的分子基礎(chǔ)。

如今，F(xiàn)OR 2251子項(xiàng)目的兩位負(fù)責(zé)人貝特·阿弗霍夫教授和沃爾克·穆勒教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組發(fā)現(xiàn)了不動(dòng)桿菌中以前未知的適應(yīng)機(jī)制。當(dāng)生活條件變得不適宜時(shí)，許多細(xì)菌會(huì)進(jìn)入近乎類(lèi)似死亡的休眠狀態(tài)。它們會(huì)永久性地進(jìn)入沒(méi)有代謝活動(dòng)的狀態(tài)，被稱(chēng)為“孢子”。

然而，正如研究小組發(fā)現(xiàn)的那樣，鮑曼不動(dòng)桿菌可以形成特殊的細(xì)胞作為替代，這些細(xì)胞處于一種深度睡眠狀態(tài)。盡管這些細(xì)胞仍然顯示出存活和呼吸的跡象，但無(wú)法在培養(yǎng)皿中的培養(yǎng)基上培養(yǎng)它們。“例如，我們從霍亂細(xì)菌中了解到這種狀態(tài);它被稱(chēng)為可存活但不可培養(yǎng) (VBNC) 狀態(tài)，”穆勒解釋道。該研究的第一作者 Patricia K?nig最近發(fā)表在著名期刊mBio上，報(bào)告稱(chēng)細(xì)菌可以在這種狀態(tài)下存活很長(zhǎng)時(shí)間：“我們已經(jīng)讓細(xì)菌在VBNC深度睡眠中保持了11個(gè)月，并定期檢查我們是否還能叫醒他們。這項(xiàng)研究仍在進(jìn)行中，還看不到結(jié)束的跡象。”

在高鹽濃度的壓力下，一些培養(yǎng)的鮑曼不動(dòng)桿菌幾天后就會(huì)死亡(橙色點(diǎn))，但許多細(xì)菌會(huì)繼續(xù)處于深度睡眠狀態(tài)(綠色點(diǎn))

研究人員能夠通過(guò)提高培養(yǎng)基的鹽含量來(lái)觸發(fā)不動(dòng)桿菌細(xì)菌中的VBNC狀態(tài)，而且還可以通過(guò)冰箱(4°C)和發(fā)燒溫度(42°C)、干燥和通過(guò)延遲時(shí)間來(lái)觸發(fā)不動(dòng)桿菌細(xì)菌中的VBNC狀態(tài)去除氧氣。在所有情況下，在搖床中“恢復(fù)”兩天并提供最佳的營(yíng)養(yǎng)和氧氣供應(yīng)后，有可能再次“喚醒”細(xì)菌。

問(wèn)題在于，通過(guò)在培養(yǎng)基上培養(yǎng)來(lái)檢測(cè)細(xì)菌仍然是醫(yī)學(xué)和食品控制的黃金標(biāo)準(zhǔn)。貝特·阿弗霍夫解釋道：“想象一下：一名鮑曼不動(dòng)桿菌感染的患者接受抗生素治療，在7天后，培養(yǎng)皿上不再生長(zhǎng)不動(dòng)桿菌。醫(yī)生和患者都認(rèn)為細(xì)菌已經(jīng)消失，但事實(shí)并非如此，鮑曼不動(dòng)桿菌只是在身體的角落和縫隙中沉睡，等待下一個(gè)更好的機(jī)會(huì)再次醒來(lái)、繁殖并再次引發(fā)患者的癥狀。這是極其危險(xiǎn)的，特別是在多重耐藥細(xì)菌的情況下。”

我們希望這將有助于為我們開(kāi)發(fā)針對(duì)鮑曼不動(dòng)桿菌的更有效的治療概念做出貢獻(xiàn)。更重要的是，除了培養(yǎng)皿之外，我們還需要使用更靈敏的方法來(lái)檢測(cè)它，例如 PCR，它也可用于發(fā)現(xiàn) VBNC 細(xì)胞。”

在治療方面，在向睡眠狀態(tài)過(guò)渡中發(fā)揮重要作用的蛋白質(zhì)可能構(gòu)成新的切入點(diǎn)。研究小組已經(jīng)識(shí)別出了幾種這樣的蛋白質(zhì)。K?nig說(shuō)：“我們必須學(xué)會(huì)了解這些蛋白質(zhì)的作用。這將為開(kāi)發(fā)針對(duì)它們的抑制劑奠定基礎(chǔ)，這些抑制劑可以與抗生素一起使用，以防止細(xì)菌陷入危險(xiǎn)的睡眠狀態(tài)。”

來(lái)源：生物探索

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