抗生素也會失靈嗎?英科學家:原來細菌用了金蟬脫殼之計

英國微生物學家亞歷山大‧佛萊明(Alexander Fleming)在一百年前發現了青黴素(盤尼西林)的滅菌效果,從此進入了抗生素時代,並廣泛運用抗生素對抗細菌感染,但隨著抗生素使用越多,細菌已逐漸演化出對付抗生素的方法。英國紐卡斯爾大學(Newcastle University)的研究團隊發現細菌為了躲避抗生素,已經演化出一招“金蟬脫殼”。這也是為什麼有些人服用了抗生素,卻還是持續反覆感染的主因。這項研究已發表於Nature Communications。

 

細菌如何使出「金蟬脫殼」?

英國紐卡斯爾大學的研究人員與臨床醫生合作,從一些復發性尿路感染的老年患者那裡採集了樣本。這些患者已 接受過青黴素或其他抗生素的治療,然而尿液中仍然存在多種致病細菌。

研究人員仔細的觀察,並且運用先進的鑑定技術,顯示患者在使用抗生素期間,這些細菌為了生存,竟然會脫去細胞壁!

細胞壁,你可以想像成是細菌穿的一件外套,而這件外套讓細菌具有規則的形狀,比如球形或桿狀,並且具有保護細菌的作用,使細菌更加堅固。然而,這件顯眼的外套也讓它們更容易被’看見’,尤其是被人體免疫系統和青黴素等抗生素盯上。

然而,有些細菌面對抗生素時,卻選擇脫去外套,從規則的形態變成毫無定型的狀態(科學家暫稱之為L型),人體就難以輕易識別這種L型細菌,因此不會去攻擊它們。

其實,對於這項研究的負責人Jeff Errington博士來說,並不是第一次見識細菌的變形。在2018年時,他們的研究團隊就曾發現,人體免疫系統可以在某種程度上誘使細菌轉變成L型。

而在當年這項研究中,他們在患者的樣本裡,檢測到多種與尿道感染有關的細菌,包括大腸桿菌、葡萄球菌、腸球菌等,都會脫去細胞壁,並曾拍下了這一過程。

 

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翻攝自Nature Communications

 

研究人員捕捉到細菌穿回“外套”的一幕

研究人員針對從患者體內分離出的L型細進行研究,在移除了抗生素後5個小時,它們竟然 又重新形成了細胞壁。也就是在使出金蟬脫殼之後,又再度出招穿回了外套。

接下來,研究團隊進一步的運用了”活動生物體”進行研究,他們選擇斑馬魚(一種全身透明的小魚)作為研究對象,研究者直接在顯微鏡下觀察到,細菌在活的生物體內也會發生L型轉變。

研究人員Mickiewicz博士總結研究發現:

“在身體比較強健的患者體內,殘留的L型細菌或許可以被人體免疫系統消滅。但是,對於年幼、體弱或老年的患者,就像我們這項研究中的患者,L型細菌可以存活,然後還能重新形成細胞壁,讓患者再次面臨感染。”

Mickiewicz博士認為,細菌這種躲避抗生素的能力很可能就是患者反覆發生尿道感染的主要因素。

 

抗生素如何反擊?組合拳是關鍵!

研究人員指出,這些研究結果未來如果運用在臨床上,或許可以考慮用“組合拳”的方式來對付細菌,也就是說,先用一種抗生素攻擊細胞壁,然後再針對L型細菌用另一種抗生素,例如靶向細胞膜或細菌遺傳物質的抗生素。

隨著科學家們一步步發現細菌的作戰能力,我們或許可以很快找到有效的治療新策略。

 

參考文獻:

Possible role of L-form switching in recurrent urinary tract infection

生醫編輯群

作者

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