抗生素耐药性在全球范围内对人类健康构成重大威胁。据预测,到2050年,抗药性感染每年将导致1000万人死亡。鉴于抗生素在许多医学领域都至关重要,因此了解抗生素的使用如何影响对治疗产生抗药性的可能性非常重要。
牛津大学动物学系的研究人员发现,中等剂量的抗生素会限制耐药性细菌的出现。之所以出现这种限制,是因为抗生素暴露会损害耐药细胞,从而限制单个耐药细胞建立成功种群的能力。
发表在PNAS上的科学家发现有两个主要含义:
抗生素的常规范例是用大剂量的抗生素非常积极地治疗细菌感染。这项研究表明,使用更中等剂量的抗生素可能是防止在治疗过程中产生耐药性的一种好方法,同时最大程度地减少了积极的抗生素治疗所带来的有害副作用。
该研究强调了研究抗生素对单个细菌细胞的影响的重要性。只有了解抗生素对单个细胞的影响,我们才能了解抗生素暴露如何影响耐药性的产生。
这项研究的主要作者,牛津大学动物学系的克雷格·麦克林教授说:“我们的研究一直在试图弄清楚抗生素治疗的强度如何影响对细菌产生耐药性的细菌群体的出现。其他研究人员已经研究了这个问题,但我们采用了独特的观点,涉及研究单个细菌细胞中抗性种群的出现。”
科学家通过大规模的实验室实验获得了今天发表的结果,在实验中,他们测量了单个抗生素抗性细胞建立成功种群的能力。他们对单个细菌细胞的关注使他们了解了抗生素对单个细胞生长和死亡的影响如何限制了细菌耐药菌群的出现。
Craig MacLean教授说:“这项工作具有挑战性,因为细菌是如此之小(百万分之一米长),但是在该项目中有两个大惊喜。首先,即使是低剂量的抗生素,我也感到惊讶可能会对单个耐药细胞产生非常有害的影响。第二,令我惊讶的是,单个细胞对抗生素的反应方式存在很大的差异性,以及这种差异性如何扩大以影响细菌种群的增长。”
科学家们希望,他们的工作将为今后的临床工作铺平道路,以检查抗生素剂量如何影响具有直接临床相关性的系统中耐药性的出现。
他们指出,这项研究已经单独检查了抗药性细菌,实际上,病原性细菌通常嵌入在复杂的社区中,例如肠道微生物组。下一步将是了解这些细菌如何影响耐药性的出现。