生物学家对抗生素的细菌反向耐药性

一项新发表的研究详细介绍了一组研究人员如何将耐药细菌恢复为耐药前状态。

加州大学默塞德分校的生物学家Miriam Barlow和美国大学的数学家克里斯蒂娜·克罗纳（Kristina Crona）进行了测试，发现了一种使细菌恢复到耐药前状态的方法。在开放存取期刊《 PLOS ONE》上发表的研究中，他们展示了如何逆转细菌的进化并验证用于对抗包括青霉素在内的常见感染的15种抗生素家族的治疗选择。

他们的工作可能会对试图通过“抗生素循环”阻止患者感染的医生产生重大影响，在这种循环中，使用了几种不同的抗生素。

巴洛说：“医生在轮换使用抗生素时并没有采取有序的方法。”“医生将受益于经过验证的轮换系统。我们的目标是找到医生可以依靠的精确，有序的抗生素使用时间表，并知道最终耐药性将被逆转，并且抗生素
将起作用。

当细菌生长得足够强大以至于抗生素不再起作用时，这可能是生死攸关的问题。最近，在罗纳德·里根（Ronald Reagan）加州大学洛杉矶分校（UCLA）医疗中心，用于患者手术的医疗范围内带有耐药菌，造成2人死亡和7人受伤。根据疾病控制与预防中心的数据，在美国，每年有超过200万人感染对抗生素具有抗药性的疾病，至少有23,000人因此而死亡。

对抗生素的抗性是细菌进化的自然组成部分，鉴于细菌的多种类型和人类宿主的易感性，这是不可避免的。为了补偿细菌的进化，在重症监护室中与感染作斗争的医生可能会减少，旋转或停用不同的抗生素，以使其在短期内有效。

来自UC Merced，American和UC Berkeley的研究人员一直在探索发现如何逆转药物环境中的耐药性的方法。他们通过将实验室工作与数学和计算机技术相结合来做到这一点。

“我们对人类基因组以及细菌的测序学到了很多，” Crona说。“科学家现在拥有大量数据，但是他们需要弄清楚它们。数学帮助人们做出解释，寻找模式并深入了解医学应用。”

具有挑战性的工作取得重要成果

在实验室中产生细菌后，研究人员将它们暴露于15种不同的抗生素下并测量了它们的生长速度。从那里，他们使用适当命名的“ Time Machine”软件计算了使细菌恢复到无害状态的突变概率。

在任何药物环境中管理抗药性都极为困难，因为细菌进化得如此之快，经过许多突变后变得高度抗药。为了找到最佳的循环策略，研究人员一次轮流测试了多达六种药物，并找到了逆转耐药细菌进化的最佳计划。

“这表明了抗生素的循环工作。作为一种医疗应用，医生可以采取更具战略性的方法，”克罗纳说。“发现抗生素循环的最佳计划提出了数学上的挑战。数学家将需要创建算法，以破译针对大量抗生素和细菌的最佳计划。”

研究人员希望接下来在临床环境中测试治疗路径，与医生合作旋转抗生素以最大程度地发挥其功效。

巴洛说：“这项工作表明，如果我们明智地使用抗生素，仍然有希望。”“在该领域的更多研究和更多研究经费将使更全面地探索各种选择成为可能。”

出版物：Portia M. Mira等人，“抗生素治疗计划的合理设计：《控制进化和逆转阻力的治疗策略》，PLOS One，2015年； DOI：10.1371 / journal.pone.0122283

图片：iStock，UC Merced