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研究滥用抗生素会加速细菌进化速度

发布时间:2020-07-13 21:21:26 阅读: 来源:标价机厂家

微微健康网消息:抗生素并非万能药,滥用抗生素后果严重,澳大利亚科学家经研究发现过度使用抗生素可加速细菌进化速度。

据《连线》杂志报道,澳大利亚科学家经研究发现过度使用抗生素可加速细菌进化速度,进而提高出现超级细菌的可能性。研究指出,我们生存的环境存在大量抗生素,在它们的影响下,细菌正以较几十年前更快的速度进行进化。变异速度加快将产生新的抗生素抗性以及其他无法预知的变化。

此项研究由澳大利亚麦考瑞大学和悉尼科技大学的两位遗传学家迈克尔吉林斯和哈特奇斯托克斯进行。研究指出,使用抗生素致使细菌出现耐药性,过度使用能够加快细菌变异速度,导致耐药性更为普遍,同时以不可预知的方式影响病原体。研究发现将刊登在6月出版的《生态学与进化趋势》杂志上。

吉林斯和斯托克斯表示,人类服用的药物或者消费品中的药物成分最后进入下水道,它们不受废物处理影响,成为水循环的一部分。动物服用的药物也是如此。在美国,动物药物中的抗生素占到抗生素使用总量的80%,农田使用的肥料通常也含有大量抗生素。

具有耐药性的细菌显然具有进化优势,随着时间的推移,这种细菌的数量将日益增多同时不断发生进化,致使耐药性达到接近危机的程度。在这种情况下,历史上出现的疾病灾难例如肺结核和肺炎将卷土重来。细菌因进化具有更强的耐药性,导致医生可用的能够发挥效用的药物越来越少。细菌之间可以轻易交换遗传物质,遏制抗生素的基因不仅在病原体内发现,同时也存在于整个微生物群落。

根据吉林斯和斯托克斯的研究,在充斥着抗生素的环境下,自然选择不仅青睐于拥有超级细菌基因的细菌,同时也青睐于拥有较快变异速度的细菌,更快的变异速度提高了出现超级细菌的可能性。

科学家指出很多因素都可导致细菌更具有可进化性。当受到环境的压力时,细菌便会出现所谓的SOS反应(也称应急反应),修复DNA,诱导新的变异。此外,细菌也可以通过整合子的混合搭配进行变异。一个细菌体内可能含有数百个整合子,绝大多数在任何给定时间都处于休眠状态,但在对压力做出反应时,沉睡的整合子便进入活跃状态。另一个导致细菌变异的因素是侧向基因转移,即遗传物质在细菌之间自由漂浮,个体基因以这种方式进行交换,例如耐药基因NDM-1。2010年,印度出现NDM-1,几乎所有普通抗生素都对它无可奈何。

英国卡迪夫大学微生物学家马克托勒曼指出这些变异机制会让细菌付出很大代价。他说:这种变化实际上是在走下路坡,对细菌的基因组有害。托勒曼对NDM-1进行了研究。但吉林斯和斯托克斯认为,对于很多细菌来说,由于抗生素的普遍存在,这种代价是值得的。吉林斯说:这能够改变决定更高可进化性是否值得的标准成本-结余方程式。很显然,遭到破坏但仍然活着要比死亡好的多。

研究人员表示,变异速度加快将产生新的抗生素抗性以及其他无法预知的变化。吉林斯说:我们在论文中描述的过程适用于细菌基因组中的所有基因,不仅仅是那些与抗性有关的基因。根据我们的研究发现,即使不是绝大多数,也会有大量致病性病原体加快变异速度。

不过,并非所有人都认可吉林斯和斯托克斯的研究发现。美国亚利桑那州大学进化生物学家、研究细菌可进化性的专家乔安娜马瑟尔指出,现在尚不清楚抗生素带来的选择压力对细菌进化的影响程度是否超过其他因素。她说:细菌始终面临着大量选择压力。它们一直在抗击病毒以及其他寄生虫。它们要躲避捕食者,同时还要与其他细菌之间展开激烈竞争。抗生素的确是一个影响因素,细菌在对它们做出反应时发生进化。不过,这种进化造成的影响是否超过其他因素导致的进化仍旧是一个未知数。

吉林斯指出:我们可能得出了错误的结论。不过,我们进行这项研究的目的就是希望人们能够重视滥用抗生素问题,同时设计各种实验来验证我们的理论。我们需要找到具有关键性的数据。即使我们的结论正确的可能性只有1%我个人认为可达到99%我们也需要严肃对待这个问题。

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