最近在Nature Communications上發(fā)表的一項新研究調(diào)查了丹麥青年肺纖維化患者10年內(nèi)的感染情況。這是迄今為止最大規(guī)模的縱向研究。

CF患者具有遺傳缺陷，其導(dǎo)致肺脫水，進(jìn)而導(dǎo)致通常由銅綠假單胞菌引起的嚴(yán)重且持續(xù)的肺部感染。

該研究表明，在銅綠假單胞菌感染后的前兩到三年內(nèi)，細(xì)菌已經(jīng)迅速適應(yīng)環(huán)境，生長緩慢并優(yōu)化其生存適應(yīng)性。

“在我們所有患者的頭三年內(nèi)，細(xì)菌平均會顯著減緩其生長速度，并降低他們對環(huán)丙沙星的敏感性，環(huán)丙沙星是治療CF患者的第一線藥物。這意味著應(yīng)該密切關(guān)注這段時間是為了避免感染變得持久，“Novo Nordisk基金會生物可持續(xù)性中心（DTU Biosustain）的博士后Jennifer Bartell和共同第一作者說。

臨床醫(yī)生通常專注于檢測感染期間的抗生素耐藥性，這似乎是跟蹤短期急性感染發(fā)展的有效方法。

抗生素抗性細(xì)菌通過其在特定濃度的抗生素之上存活的能力來鑒定。研究人員發(fā)現(xiàn)細(xì)菌可以耐受的抗生素濃度迅速增加。但與此同時，很少有細(xì)菌在CF的早期感染期獲得可檢測的抗生素抗性。研究人員懷疑這種預(yù)阻抗適應(yīng)是感染進(jìn)展的未充分利用的標(biāo)志。這種預(yù)阻抗適應(yīng)可能發(fā)生在其他持續(xù)性感染中，例如慢性阻塞性肺病（COPD）。

除了尋找抗生素耐藥性外，臨床醫(yī)生還會監(jiān)測細(xì)菌粘液 - 這是一種細(xì)菌產(chǎn)生保護(hù)性粘性涂層的特性，作為慢性感染的標(biāo)志。

但是根據(jù)這項新的研究，無論粘液的外觀如何，細(xì)菌都可以變得持久和有彈性。其他細(xì)菌特性，如附著于表面的能力和生物膜中的聚集體 - 粘附細(xì)胞的大量結(jié)構(gòu)層 - 在這些持續(xù)存在的感染中比粘液形成更一致，并且可以作為早期慢性感染的更好標(biāo)志。

“我們可以看到除了抗生素抗性外，哪些特征對臨床醫(yī)生來說實際上可能是有價值的，”共同第一作者Lea Sommer說。

研究人員通過對來自39名年輕囊性纖維化（CF）患者的443株分離物進(jìn)行了10年的篩查，并使用統(tǒng)計建模方法繪制了適應(yīng)性的特征，從而確定了銅綠假單胞菌這些重要的進(jìn)化特征。通常，研究的重點(diǎn)是從患有慢性感染的老年CF患者中收集的細(xì)菌分離物，這些細(xì)菌已經(jīng)具有多重耐藥性且已經(jīng)適應(yīng)了人類肺部。

“在這個早期階段，細(xì)菌變化很大并且變得更加健壯，但是醫(yī)生并不一定會在目前的臨床測量中看到這一點(diǎn)，”Lea Sommer說。

展望未來，研究人員希望了解適應(yīng)性細(xì)菌如何應(yīng)對更多用于治療患者的抗生素。有了這個全面的進(jìn)化途徑圖，臨床醫(yī)生就有更好的機(jī)會對感染進(jìn)行分類，因此需要采取必要的預(yù)防措施。

資訊出處：Window of opportunity for treatment of early cystic fibrosis lung infections

原始出處：Jennifer A. Bartell, Lea M. Sommer, Janus A. J. Haagensen, Anne Loch, Rocio Espinosa, Søren Molin, Helle Krogh Johansen. Evolutionary highways to persistent bacterial infection. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-08504-7