研究发现了抗生素耐药性传播和演变的确凿证据

杜克大学的生物医学工程师发现了抗生素耐药性基因的传播与某些病原体对新药耐药性的演变之间的关键联系

研究表明，暴露于较高水平抗生素的细菌通常携带多个相同拷贝的保护性抗生素耐药性基因。这些重复的抗性基因通常与被称为转座子的“跳跃基因”有关，转座子可以在不同菌株之间移动。这不仅提供了耐药性传播的机制，具有多个拷贝的耐药性基因还可以提供进化的途径，产生对新型药物的耐药性

研究结果发表在《自然通讯》杂志上

凌虫友实验室的早期研究表明，25%的细菌病原体能够通过水平基因转移传播抗生素耐药性。他们还表明，抗生素的存在不会加快水平基因转移的速度，因此一定有其他事情在推动基因传播

杜克大学詹姆斯·L·梅里亚姆生物医学工程杰出教授游令冲实验室的博士后Rohan Maddamsetti说：“细菌在许多压力下不断进化，某些基因复制增加就像犯罪现场留下的指纹，让我们可以看到哪些功能在快速进化。”。“我们假设，受到抗生素攻击的细菌通常会有多个保护性耐药基因拷贝，但直到最近，我们还没有找到确凿证据的技术。”

传统的DNA读取技术复制基因的短片段并进行计数，使得很难确定高计数的特定序列是否真的在样本中，或者它们是否被读取过程人工放大。然而，在过去的五年里，使用长读技术进行全基因组测序变得越来越普遍，使研究人员能够发现高水平的基因重复

在这项研究中，Maddamsetti和合著者统计了从各种环境中采集的细菌病原体样本中存在的抗性基因的重复。他们发现，生活在抗生素使用水平较高的地方的人——人类和牲畜——富含多个相同拷贝的抗生素耐药性基因，而这种重复在生活在野生植物、动物、土壤和水中的细菌中很少见

“大多数细菌体内都有一些基本的抗生素耐药性基因，但我们很少看到它们在自然界中被复制，”你说。“相比之下，我们在人类和牲畜身上看到了大量的重复，我们可能会用抗生素击打它们。”

研究人员还发现，从患者可能服用抗生素的临床数据集中采集的样本中，耐药性重复的水平甚至更高。他们说，这是一个重要的观点，因为复制抗生素耐药性基因的增加也增加了细菌对新型治疗产生耐药性的可能性

“例如，不断创造对青霉素耐药性基因的拷贝，可能是分解一种新型药物的第一步，”Maddamsetti说。“它给进化带来了更多的机会来寻找一种特殊的突变。”

“每个人都认识到抗生素耐药性危机日益严重，下意识的反应是开发新的抗生素，”你补充道。“但我们一次又一次地发现，如果我们能找出如何更有效地使用抗生素，我们就有可能比简单地开发新药更有效地解决这场危机。”

“美国使用的大多数抗生素不是用于患者，而是用于农业，”你补充道。“因此，这对畜牧业来说是一个特别重要的信息，这也是为什么抗生素耐药性总是存在并变得越来越严重的主要驱动因素。”