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绿脓杆菌“自爆”式死亡方式可增强其致病性

发布时间:2021-01-09 10:42 作者:陈丹
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6秒钟,足以让被称为"超级细菌(superbug)"的绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)从功能完好的细胞变得千疮百孔。虽然这听起来有点惊悚,不过最近这项科学研究有助于科学家们对这一细菌进行更加深入的了解,进而开发出抗细菌感染的新型药物。

这一项研究是由澳大利亚、日本以及瑞士等国的科学家们合作完成,主要目的是为了探究细菌死亡的机制。众所周知,当我们人体的细胞死亡时,将会触发凋亡反应,进而将细胞碎片转变为许多小型的球状物,最终被免疫系统吞噬。

这一机制十分简单,但是能够起到清除死亡细胞碎片的作用。我们起初认为细菌的死亡方式与此雷同,或者说更糟,它们可能在死亡之后慢慢地将细胞碎片流出。然而,事实证明绿脓杆菌的死亡是以"爆炸"的方式发生,十分迅速而且猛烈。在菌落生长过程中,死亡的细菌会累积在菌落外侧,形成一层抗药的生物膜。

"当我们想到细菌的死亡时,往往会认为细胞内容物会慢慢地泄露出来,就像水果腐烂那样",来自澳大利亚悉尼理工大学的首席研究员Cynthia Whitchurch说道。"我们的研究意义在于发现了细菌死亡会产生爆炸般的效果,从而瞬间释放所有的胞内成分,这些物质可以帮助菌落内其它细菌的生长"。

这听上去一点都不复杂,但这却是绿脓杆菌能够对人体产生危害的原因之一。许多"超级细菌"引发的感染会因为细菌生物膜的存在而变得十分棘手。这一结构能够有效防止抗生素和其它抗菌药的渗透与杀伤。

该研究显示,当细菌"爆炸"时,其胞内的DNA与蛋白质会形成生物膜的原料以及其它细菌的营养来源。同时,它们会将毒性因子传递给其它细菌,使得剩余的细菌造成更大的威胁。"正常情况下细菌呈杆状或丸状",Whitchurch说道:"有一天,我们发现一个细菌变成了圆形的软球。几秒钟以后,突然发生了爆炸。这是我们之前从未听过或见过的现象"。

绿脓杆菌感染是存在于医院中的一个很大的问题,许多患者由于免疫系统受损(例如老年,手术治疗或者癌症患者),很容易受到绿脓杆菌的感染。由于绿脓杆菌在体内很容易形成生物膜,因此常规的药物极难治疗,仅美国范围内,每年因感染绿脓杆菌而死亡的人数达到了400人。

但也不是没有好消息,最新的这项研究发现:如果将绿脓杆菌内部的一个基因敲除之后,细胞的"爆炸"现象即消失不见,同时生物膜的形成也了得到了抑制。

目前,研究者们正致力于研究能够通过靶向该基因开发出针对绿脓杆菌的治疗方案。

相关链接:绿脓假单胞菌超级细菌新型药物爆炸抗生素绿脓杆菌北纳生物

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