Nature Genetics：无害菌之间基因交换引起抗生素耐药性

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Nature Genetics：无害菌之间基因交换引起抗生素耐药性

目前，英国、泰国、柬埔寨和芬兰的研究人员组成的研究团队发现，一种无害的细菌，可能是肺炎、菌血症和脑膜炎等疾病治疗中出现的抗生素耐药性的一个来源。这一研究成果发表在2014年2月份的《Nature Genetics》杂志上，可能有助于设计更好的策略，来处理抗生素耐药性的出现。
肺炎链球菌（Streptococcus pneumoniae）是一种球状的革兰氏阴性菌，5%~10%正常人上呼吸道中携带此菌。荚膜（capsule）是肺炎链球菌主要的致病因素，无荚膜的变异株无毒力。有荚膜的肺炎球菌可抵抗吞噬细胞的吞噬，是引起人类疾病的重要病原菌。虽然目前已有针对肺炎链球菌的疫苗，但它仍然可以通过在重组（Recombination）过程中交换其DNA，而规避疫苗的作用。
在这项研究中，在一所难民营所收集的3000份以上样本中，最常见的肺炎链球菌是一种看似无害的菌株（称为非典型性或NT）。这个菌株虽然无害，但是与其他更有危害性的细菌相比，能以更快的速度交换DNA，包括携带耐药性基因的DNA。
本文的资深作者、英国桑格研究院的Stephen Bentley教授称：“疫苗接种程序，已经对耐药性肺炎链球菌的感染速度，产生了非常积极的影响，但是我们必须保持警惕，因为这种病原体是一位适应大师，有可能克服我们企图控制它所做的尝试。这项研究表明，如果我们想有效地处理耐药性，我们就必须跟踪这种肺炎链球菌——我们绝对不能忽略它。”
该研究团队对来自缅甸和泰国之间边境的一个难民营近1000名婴儿和母亲的超过3000份肺炎链球菌样本，进行了全基因组测序，以了解在健康带菌和人-人细菌传播期间细菌的进化情况。在发展中国家，携带肺炎链球菌的人的比例往往更大，同样肺炎球菌疾病的发病率也更高。
研究人员发现，这种细菌的最常见形式很少引起疾病，因为它们缺乏致病菌所覆盖的糖荚膜。然而，一个荚膜的缺乏却意味着，与包裹有糖荚膜的那些细菌相比，NT肺炎双球菌可以更容易地交换DNA。
该研究团队发现，在抗生素耐药性相关的基因组区域中，DNA交换异常的高。他们发现，基因组中抗生素耐药性区域的交换，能够介导β-内酰胺类抗生素主要家族（ß-Lactam antibiotics，包括青霉素）耐药性的传播。这与20世纪90年代以来β-内酰胺类抗生素在该地区的过度使用是一致的。
本文的第一作者、桑格研究院的Claire Chewapreecha说：“这种全基因组测序，以更高的分析度解析了重组过程及其对于细菌种群进化的影响。抗生素耐药性基因库依然令人担忧，因为它能够使病原体种群更迅速地适应抗生素。”
当前的疫苗能够靶定这些有害细菌的糖荚膜。因为NT肺炎双球菌并没有糖荚膜，所以，目前的疫苗不能阻止耐药性基因从NT肺炎球菌中转移的可能性。
泰国玛希隆大学Shoklo疟疾研究机构的Paul Turner博士表示：“这些没有荚膜的NT肺炎球菌，是我们对抗耐药性的一个真正问题。有两个NT肺炎球菌的问题，首先是DNA交换的普遍性，尤其是抗药性遗传物质，其次是，当前的疫苗不能对抗它——这是一个危险的组合。本研究将帮助研究团队开发未来的干预策略。”