抗生素耐藥性是一種全球性的公共健康威脅，據(jù)美國CDC數(shù)據(jù)顯示，其在美國每年會引發(fā)超過2.3萬人死亡，這與人群抗生素過度使用直接相關(guān)，但近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Science上的研究報(bào)告中，來自波士頓大學(xué)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，在并沒有暴露在抗生素的條件下，細(xì)菌也會產(chǎn)生抗生素耐藥性；文章中，研究者闡明了細(xì)菌所利用的短期生存技術(shù)與長期藥物耐受性之間的關(guān)聯(lián)。

圖片來源：Assistant Professor Mary Dunlop

幾十年來，科學(xué)家們一直傾向于一種觀點(diǎn)，即長期接觸藥物會使得細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性，研究者El Meouche也堅(jiān)信這一點(diǎn)，并希望能在自己的研究中證實(shí)這種觀點(diǎn)，但一項(xiàng)對照實(shí)驗(yàn)意外揭示了一種未被檢驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，即細(xì)菌的短暫性保護(hù)措施與誘發(fā)持久藥物耐受性的突變之間存在一定關(guān)聯(lián)。

在自然界中，細(xì)菌能夠利用一種外排泵將抗生素和其它毒素排出細(xì)胞來保護(hù)細(xì)胞免受損傷，細(xì)胞產(chǎn)生外排泵非常昂貴，其會減緩細(xì)胞，破壞細(xì)胞膜并消耗大量能量，為了平衡抵御產(chǎn)生外排泵的潛在回報(bào)，細(xì)菌就必須多樣化地使不同細(xì)胞表達(dá)外排泵來抵消其中的風(fēng)險(xiǎn)。研究者Dunlop說道，我們都知道，細(xì)菌細(xì)胞的外排泵對于抗生素耐藥性的產(chǎn)生至關(guān)重要，擁有很多外排泵的細(xì)菌不僅能夠固有表現(xiàn)出對抗生素較強(qiáng)的耐受性，而且其還會發(fā)生突變來獲得高水平的抗生素耐藥性，外排泵的表達(dá)或許就是細(xì)菌產(chǎn)生抗生素耐藥性的基石。

研究者還發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌更易于出現(xiàn)引發(fā)耐藥性的突變，盡管細(xì)菌并未接觸抗生素，為了檢測這一論斷，研究人員對細(xì)菌進(jìn)行遺傳工程化操作使其表達(dá)不同水平的外排泵，隨后研究者來觀察這些外排泵表達(dá)、DNA修復(fù)酶、MutS以及細(xì)菌細(xì)胞生長率之間的關(guān)系。研究者推測，如果細(xì)菌必須永久性地突變其DNA來產(chǎn)生抗生素耐藥性的話，那么DNA修復(fù)蛋白或許就與這一過程存在關(guān)聯(lián)，研究結(jié)果表明，細(xì)菌外排泵或與MutS蛋白的表達(dá)之間存在一種負(fù)相關(guān)關(guān)聯(lián)，即細(xì)菌決定使用的外排泵越多，細(xì)胞中MutS蛋白的表達(dá)量越少。

隨后研究者分析了細(xì)菌細(xì)胞生長和外排泵表達(dá)之間的關(guān)聯(lián)，細(xì)胞生長減緩被認(rèn)為會誘發(fā)細(xì)胞遺傳物質(zhì)更多的突變，而實(shí)際上外排泵表達(dá)的增加與細(xì)胞生長減緩直接相關(guān)，而并不僅僅是存在關(guān)聯(lián)。研究者El Meouche說道，細(xì)菌具有耐藥性并不僅僅是因?yàn)槠浔磉_(dá)了外排泵，而是細(xì)菌更易于通過上述關(guān)聯(lián)來出現(xiàn)突變，我們闡明了細(xì)菌細(xì)胞中特定基因表達(dá)的變化如何引發(fā)后期遺傳物質(zhì)永久性的改變。

最后研究者Dunlop說道，關(guān)于遺傳改變我們知道很多，其會通過諸如不利環(huán)境影響等事件通過一個(gè)種群，后期我們還將繼續(xù)深入研究來闡明細(xì)菌細(xì)胞如何在缺席抗生素的情況下產(chǎn)生耐藥性，這或?yàn)槲磥黹_發(fā)新型療法來遏制細(xì)菌抗生素耐藥性提供新的思路和希望。

原標(biāo)題：Science：開玩笑？細(xì)菌在不接觸抗生素的情況下也會產(chǎn)生抗生素耐藥性

原始出處：

Imane El Meouche, Mary J. Dunlop. Heterogeneity in efflux pump expression predisposes antibiotic-resistant cells to mutation, Science (2018). DOI: 10.1126/science.aar7981