《自然》:改写“超级细菌”诞生历史!在抗生素之前已经出现

时间:2022-01-11 12:12:41   热度:37.1℃   作者:网络

上世纪40年代,现代医学史迎来了重要里程碑——青霉素的大规模生产使得人类在面临致病菌时有药可医。但很快,耐药菌的出现使得青霉素的应用范围大打折扣。此后的半个多世纪,抗生素与耐药菌的竞速赛持续上演:科学家不断找到新型抗生素,但抗生素的大量使用,也导致能抵抗更多抗生素的全新耐药菌出现、威胁着全人类的健康。

其中,上世纪60年代发现的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)是最早受到广泛关注的“超级细菌”,它们能对当时最有效的抗生素甲氧西林产生耐药性。上世纪末,MRSA在医院以及社会上普遍存在,被WHO认定为对人类健康的重大威胁之一。

科学家发现,MRSA演化出了不同的菌株。人们相信,这些不同的菌株都是在抗生素出现之后,由抗生素的滥用诱导演化而来的。不过,一项近期发表于《自然》的研究指出,这个答案并不完整:早在200年前,一种MRSA就已经通过自然演化,在刺猬身上出现了。

这株特殊的“超级细菌”名为mecC-MRSA,它最早是由本文作者之一,剑桥大学Mark Holmes教授于2011年相继在奶牛和人体内发现。由于这些奶牛被喂食了大量抗生素,因此当时的科学家推测,抗生素滥用导致这些耐药菌首先在奶牛身上出现。

不过,随着关于mecC-MRSA的研究逐渐增多,这种细菌的起源显得有些扑朔迷离。除了绵羊、马等其他被人驯养的动物,野猪、鹳、蛇和刺猬等野生动物身上发现了mecC-MRSA。尤其是这种细菌在刺猬身上的高频率出现,使得本文的研究团队猜想:或许,这种耐药菌的真正起源不是养殖场,而是自然界。

为了验证这个猜想,由剑桥大学Ewan Harrison博士领导的团队首先从欧洲9国和新西兰收集了276只刺猬。结果,其中一半国家的刺猬身上都检测出了mecC-MRSA,英国刺猬携带这一菌株的比例更是达到了三分之二。

随后,研究团队进一步对这些刺猬携带的mecC-MRSA和普通金黄色葡萄球菌,以及大量其他来源的金黄色葡萄球菌进行测序,这些分析能告诉我们mecC-MRSA的演化历史。

通过比较MRSA不同菌株的突变数量,研究团队推测,mecC-MRSA大约在200年前,就已经出现在刺猬体内了,这远远早于甲氧西林诞生的时间(1959年)。

▲真菌T. erinacei与MRSA在培养皿中的反应示意图(图片来源:Claire L. Raisen)

为什么自然演化过程会给刺猬带来这些耐药菌?答案与它们皮肤上的一种真菌有关。研究指出,这种名为Trichophyton erinacei的真菌能分泌两种β-内酰胺类抗生素(我们熟悉的青霉素、头孢霉素都属于这一类)。这些天然分泌的抗生素起到了自然选择的作用,导致耐药的mecC-MRSA与真菌在刺猬皮肤上共存。

▲MRSA的演化历史(图片来源:参考资料[1])

“超级细菌”在刺猬身上随处可见,但这并不意味着我们因此而提心吊胆。毕竟,这种细菌已经跟随了刺猬两个世纪,但被mecC-MRSA感染的人数非常少,只占所有MRSA感染的1/200。

但从这项研究中,我们真正需要担心的是,耐药性诞生的原因可能比我们想象的更加普遍。这也提醒我们,对于抗生素的使用需要更加谨慎,因为“耐药性无处不在。

由于目前我们使用的抗生素主要来自自然界,研究人员提醒称,对这些抗生素的耐药性可能已经在自然界出现了。一旦人们继续在医院或养殖场中滥用抗生素,为耐药性菌株的生长创造有利条件,抗生素的最终失效或将是时间问题。

注:原文有删减

参考资料:

[1] Larsen, J., Raisen, C.L., Ba, X. et al. Emergence of methicillin resistance predates the clinical use of antibiotics. Nature (2022). https://doi.org/10.1038/s41586-021-04265-w

[2] Superbug MRSA arose in hedgehogs long before clinical use of antibiotics. Retrieved Jan. 5, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/938879

[3] A type of MRSA evolved in hedgehogs long before the first antibiotics. Retrieved Jan. 5, 2022 from https://www.newscientist.com/article/2303390-a-type-of-mrsa-evolved-in-hedgehogs-long-before-the-first-antibiotics/

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