细菌是如何抵抗抗生素的

坚硬的细胞膜和改变的电荷使细菌能够抵御药物。
2019年2月21日

细菌细胞

细菌的艺术形象

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一项新的研究发现,更硬的细胞壁和更少的电荷使耐药细菌能够避开常见的抗生素。

“我们用来治疗疾病的许多药物已经不起作用,因为细菌已经产生抗药性。加拿大麦克马斯特大学的Maikel Rheinstadter说:“现在,每年大约有70万人死于[由于抗生素耐药性]可预防的疾病。”

根据Rheinstadter的说法,大多数关于细菌耐药性的研究都集中在每一种细菌的特定和独特方面。然而,发表在《自然通讯生物学》杂志上的这项新研究采用了一种不同的方法:研究是否存在“所有这些耐药细菌之间的共同特性,以更有效地解决[耐药性]问题”。

麦克马斯特大学的研究小组使用了来自物理学和天文学领域的高度专业化的设备,在分子水平上观察细菌和药物的相互作用。通过观察人类头发宽度的百万分之一的细节,他们进行了一系列实验,近距离观察某些抗生素是如何起作用的,并比较了耐药细菌和药物敏感细菌的行为。

他们发现,耐药细菌的细胞膜与其他相同的药物敏感细菌的细胞膜相比,携带的电荷减少。这与磁铁的工作原理类似:电荷越少,意味着一些抗生素被耐药细菌吸引的可能性就越小,也就越不容易附着在它们身上。其次,耐药细菌的细胞壁比易感细菌的细胞壁坚硬得多,这使得药物更难刺穿细胞壁并杀死细胞。

既然他们已经确定了细菌耐药性的两种基本机制——即电荷和硬度——麦克马斯特大学的研究小组打算利用他们的新技术来筛选更多的细菌和抗生素,从而扩大他们的研究范围。这将使他们能够检验这一发现是否确实适用于大多数或所有病例。

Rheinstadter认为,了解抗生素耐药性的物理特性可以在短期内作为开发更好的抗生素的工具,并在我们未来面临的细菌耐药性危机中发挥重要作用。他强调说,这一新发现意味着科学家们现在有了两种新的方法来解决抗生素耐药性这个非常棘手的问题。

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