发布时间:2015-11-23 13:13 原文链接: 中国科学家发现新耐药基因,直逼抗生素最后一道防线

  20世纪20年代开始,包括青霉素、链霉素在内的多种天然抗生素相继被发现,由此打开了抗生素时代,让人类与致病细菌之间的抗争得以保持优势。但是,随着抗生素的使用,抗药性问题却日益凸显。随机变异的耐药性细菌被筛选并富集,抗生素的滥用等等原因,使得一代代抗生素药物威力减弱、甚至失效。生物医学家们从未间断对更优化抗生素的挖掘,从头孢菌素、碳青霉烯到复合抗生素,人类与细菌的战争围绕“抗药性”问题逐渐转入“持久战”的局面。

  2015年11月18日,来自于华南农业大学的研究团队在柳叶刀子刊《The Lancet Infectious Diseases》上在线发表了一篇关于发现新型耐药基因的文章,再一次给抗生素问题敲响警钟。MCR-1基因,研究人员在动物和人身体细菌样本中均发现的一种新抗药性基因。这一抗药性基因特殊在哪里?

  MCR-1基因:发现于动物和人的细菌样本,能转移至多种常见细菌

  研究人员以上海农贸市场猪身上采集的大肠杆菌为研究样本,第一次发现特殊MCR-1基因的存在。而且,携带有该基因的细菌对多粘菌素表现出抗性,这种抗性还能够快速转移至其他不同菌种。

  随后连续4年(2011-2014年),研究人员从广州屠宰场的猪、农贸市场的生猪肉、鸡肉上采集细菌样本,同时,他们还选取广东、浙江省的两家医院,从医院的病人身上采集细菌样本。

  细菌分析结果显示,804份动物大肠杆菌样本中,有166份细菌携带有MCR-1基因,523份人细菌样本中,78份样本含有MCR-1基因。同时,在1322个医院患者身上采集的大肠杆菌和克雷伯菌样本中,有16个样本含有MCR-1基因。

  他们发现,MCR-1基因在不同菌种间扩增和转移速度极快,且阳性样本的比例逐年增加。研究人员表示,由MCR-1调控的多粘菌素抗性反应很有可能起源于动物,且已经开始蔓延至人。

  抗药性基因的威胁:以质粒为载体存在于细菌中,直击多粘菌素

  水平基因转移模式,打破亲缘关系,在多种菌株间快速传播

  研究人员发现问题的关键在于,MCR-1基因以质粒为载体存在于细菌中,能够以水平基因转移方式在不同菌株间进行遗传物质的交换。这种转移模式打破亲缘关系的界限,能够在不同细菌之间传播,且速度快。

  这一特性与几年前在印度发现的抗药性基因NDM-1情况类似,而携带有NDM-1的细菌几乎能够抵抗所有的抗生素,包括“杀手锏”碳青霉烯类。

  文章通讯作者刘建华教授表示,MCR-1基因的发现,预示着抗生素最后一道防线——多粘菌素已然遭到威胁。尽管目前的研究局限于中国,但是并不意味着,MCR-1基因没有效仿NDM-1的可能,成为全球性抗生素耐药问题。

  过去,对多粘菌素抗药性的研究仅仅发现,抗药性细菌通过染色体突变的形式繁殖、富集,并没有发现基因水平的感染和传播。研究人员解释,当细菌局限染色体突变时,其抗药性细菌群量不稳定,且不会大范围传播至其他菌株。

  最新的研究证实,MCR-1基因以质粒为载体,能够从基因水平在多种常见细菌间传播,包括大肠杆菌(导致多类型感染)和克雷伯菌(导致肺炎和其他感染)。

  MCR-1基因:意味着细菌从“广泛耐药”往“泛耐药”转变的情势严重

  建议:农业限制或停止使用多粘菌素

  抗生素的出现,拯救了无数生命。但是细菌对于抗生素产品的耐药性问题也逐年加重,新药研发的速度远跟不上细菌耐药的速度。

  世界卫生组织表示,抗生素耐药不仅仅加重医疗卫生的负担,还会对经济、发展造成巨大威胁。中国作为抗生素使用大国,每年约消耗13000吨抗生素类药物,且这种比例以每年4.75%的速率增长。

  研究人员强调,中国并不是唯一一个将粘菌素运用于农业、畜牧业的国家。许多其他国家,包括一些欧洲国家,也在农业上使用多粘菌素药物,所以,认清、解决抗生素耐药性问题是一个全球性问题。

相关文章

研究人员设计出能杀灭耐药菌的新型抗生素

在人工智能(AI)的辅助下,麻省理工学院研究人员成功设计出新型抗生素,可快速、精准杀灭耐药淋病奈瑟菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等耐药菌。研究团队运用生成式人工智能算法设计了超过3600万种......

复旦大学粟硕团队绘制全球首个哺乳动物高分辨率微生物与耐药基因图谱

哺乳动物体内微生物及其携带的抗生素耐药基因(ARG)的跨宿主传播,是潜藏的重大公共卫生风险源。然而,现有研究面临多重技术瓶颈:低丰度微生物难以检测导致潜在病原漏报;大量未报道的微生物物种缺失限制了多样......

古菌揭示潜在抗生素宝库

根据本周发表的两份报告,古菌是生命之树上最不为人所知的微生物分支,是研究新型抗生素的重要线索。古菌以其在极端环境(如热泉和盐碱地)中茁壮成长的能力而闻名,它们也与细菌共存于于多种环境中。现在,两组研究......

科学家发现家畜粪便含有大量新型耐药基因

近日,西北农林科技大学教授谷洁/钱勋团队在ScienceAdvances上发表研究论文。研究分析了来自26个国家横跨14年的4017个畜禽粪便宏基因组,揭示了家畜粪便中含有大量已知和此前未被识别的耐药......

科学家发现家畜粪便含有大量新型耐药基因

近日,西北农林科技大学教授谷洁/钱勋团队在ScienceAdvances上发表研究论文。研究分析了来自26个国家横跨14年的4017个畜禽粪便宏基因组,揭示了家畜粪便中含有大量已知和此前未被识别的耐药......

科学家发现家畜粪便含有大量新型耐药基因

近日,西北农林科技大学教授谷洁/钱勋团队在ScienceAdvances上发表研究论文。研究分析了来自26个国家横跨14年的4017个畜禽粪便宏基因组,揭示了家畜粪便中含有大量已知和此前未被识别的耐药......

新研究揭示微塑料抗生素复合污染的降解机制

近日,广东省科学院生态环境与土壤研究所研究员孙蔚旻团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助下,在畜禽废水中微塑料与抗生素共污染微生物降解机制研究方面取得新进展,揭示了微塑料-抗生素复合污染......

抗生素耐药性问题有望解决

法国国家科学研究中心日前宣布,该机构参与的科研团队成功识别出一种新分子NM102,能够在不破坏宿主微生物群的前提下,使致病菌在面对免疫系统时“解除武装”。这一成果有望推动新型药物开发,并解决抗生素耐药......

研究显示每年约有8500吨抗生素进入全球河流

一项新研究警告称,全世界数百万公里的河流携带的抗生素污染水平足以促进耐药性并危害水生生物。该研究首次估算了人类使用抗生素造成的全球河流污染规模——每年约有8500吨抗生素进入世界各地的河流系统,这个数......

研究发现一种靶向细菌核糖体的新型广谱抗生素lariocidin

加拿大和美国研究人员报告说,他们发现了一种靶向细菌核糖体的新型广谱套索肽抗生素,对多种致病细菌表现出杀伤力,其中包括对现有药物具有耐药性的菌株,为应对抗生素耐药性问题提供了新路径。相关论文近日发表在英......