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    日前，來(lái)自加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員在《科學(xué)》雜志上報告稱(chēng)，他們利用細菌生長(cháng)定量模型，發(fā)現抗生素耐藥通過(guò)一種異乎尋常的途徑使得細菌能夠在抗生素存在的情況下繁殖。

    抗生素耐藥是存在于醫院和醫護療養所中的一個(gè)日益嚴重的健康問(wèn)題。公共衛生官員現正采用多種方法來(lái)限制細菌抗生素耐藥擴散——例如限制在家畜中使用抗生素，控制抗生素處方以及針對耐受常規藥物治療的細菌開(kāi)發(fā)新藥。而了解細菌生長(cháng)以及耐藥性進(jìn)化的機制，使得科學(xué)家們能夠靶向進(jìn)化過(guò)程本身，也能幫助阻止其散播。

    研究人員表示，了解具有抗生素耐藥性的細菌能夠在抗生素存在的條件下生長(cháng)的機制，對于預測耐藥性擴散和進(jìn)化具有重要意義。

    在這項最新研究中，研究人員發(fā)現一種模式大腸桿菌菌株中的抗生素耐藥基因表達，取決于細菌菌落的生長(cháng)狀態(tài)與耐藥機制效力之間的復雜關(guān)系。

    研究人員指出，在對一種藥物形成完全耐藥的過(guò)程中，細菌菌株通常首先獲得的是一種效力非常有限的機制。盡管此前已經(jīng)投入了極大的努力來(lái)逐個(gè)闡明一種藥物是如何抑制細菌生長(cháng)，以及一種抗性機制是如何中和一種藥物的作用的，但對于耐藥性朝著(zhù)全力進(jìn)化這一重要階段，兩者是如何相斗的卻所知甚少。

    由于細菌耐藥的程度取決于細菌的生長(cháng)狀態(tài)，細菌的生長(cháng)狀態(tài)取決于藥效，而藥效又取決于耐藥性自身的表達，藥物和耐藥之間的相互作用非常復雜。研究人員認識到就一類(lèi)常用藥物而言，這一循環(huán)關(guān)系鏈有效發(fā)揮作用，提高了細菌對中間范圍藥物劑量的耐藥效力。

    利用預測性的定量模型，幫助引導了研究人員制定出臨界實(shí)驗評估這種復雜性。在他們的實(shí)驗中，研究人員采用了“微流體”設備來(lái)維持不同藥物劑量。在這樣的嚴格控制環(huán)境中培育出了對一種抗生素具有不同程度耐藥的大腸桿菌細胞，利用這種“微流體”設備，研究人員可以操控微量的液體，這使得他們能夠持續觀(guān)察個(gè)別細胞。研究人員發(fā)現針對廣泛的藥物劑量，遺傳相同的細菌細胞顯示出顯著(zhù)不同的行為：盡管相當大一部分攜帶者耐藥基因的細胞停止了生長(cháng)，另一些細胞仍以高速繼續生長(cháng)。根據研究人員數學(xué)模型預測，這種稱(chēng)之為“生長(cháng)雙穩態(tài)”（growth bistability）的現象，既取決于環(huán)境設定的藥物劑量，又卻取決于菌株遺傳組成設定的菌株耐藥程度，在進(jìn)化過(guò)程中總在發(fā)生變化。

    研究人員表示，揭示這種行為生成了一些關(guān)于耐藥演變的認識。有了這一模型，科學(xué)家可以記錄下耐藥性是如何獲得的，定量評估藥物的效力。盡管這一模型是針對一類(lèi)藥物和一種耐藥機制所建立，研究人員認為，在所有致病細菌物種中建立所有常用藥的預測模型是重要的。

    研究人員希望，能夠將這一信息傳遞給制藥公司和醫院，這里有一種富含信息的、定量方法可以觀(guān)測一種藥物對細菌的作用，以及當細菌試圖獲得耐藥性時(shí)采用一種藥物治療它們的后果，并可將這種方法整合到臨床相關(guān)背景下的設計和藥效評估中。

    研究人員最后說(shuō)道，了解藥物和耐藥之間相互作用的原理，不僅對于抗生素發(fā)展至關(guān)重要，對于了解其他疾病耐藥性出現也至關(guān)重要。一個(gè)突出的例子就是，耐藥癌細胞系的快速出現，這是導致許多癌癥藥物治療失敗的根源。