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抗生素耐药处方:对抗细菌的罕见有利程度

伦敦大学学院罗斯哈珀。

我们在战争中。我们一直都是。不幸的是,在这种特殊的冲突中,我们数量超过了......七百千万。

从中世纪的黑人死亡到维多利亚人的霍乱祸害,细菌流行病地球旅行,留下破坏。十九世纪的时代黯淡;许多战斗都迷失了。然后,1928年,人类制作了武器。我们走出黑暗,进入一个新的时代:抗生素之一。在一个巨大的运气中,亚历山大·弗莱明落在了一种产生了好奇的细菌杀菌物质的真菌上。我们现在称之为青霉素。

很容易将抗生素历史戏剧戏剧。虽然我们无法确切地知道自发现以来已经节省了多少人,但该数字估计超过2亿。没有他们,世界肯定会成为一个阴沉的地方,这引出了问题:如果他们用完了,我们会怎么做?

今年早些时候,由Kim Lewis在马萨诸塞州波士顿东北大学领导的研究人员宣布发现帝烟蛋白,这是一个有前途的新抗生素和三十多年的第一个。在小鼠的研究中,证明了司脱蛋白杀死臭虫(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)细菌,以及一系列其他微生物废气。刘易斯和同事从土壤中提取细菌细胞,并将它们分类成单独的腔室,他们称之为“ichip”。然后将icip浸没在地面中,其中基本营养物可以进入每个腔室,允许细菌茁壮成长。通过这种方式,研究人员能够培养通常不愿意适应培养皿上的生命的培养菌株。因此,与其许多先前一样,司脱蛋白实际上由一种细菌种类产生,以杀死他人。敌人的敌人是我的朋友 - 在这种情况下,我们的新朋友是Eleftheria Terrae.

现代医学可以呼吸缓解叹息。返回前抗生素时间的迫在眉睫的威胁已被推回阴影。但是,现在不是自满的时间。问题仍然存在,甚至在崛起。

英国首席医学官员,在她的2013年年度报告中,英国首席医务人员说,“抗菌抗药性造成灾难性的威胁”。该问题仍然是科学政策的组成部分,它还突出了细胞生物学的关键领域。人类从事古老的竞争:Big Vs.小,真核生物与原英科,美国与他们。

所以从抗生素抗性起源的地方?就像发现的弗莱明一样,而不是发明青霉素,所以我们必须承认阻力是一种自然的现象。如果有杀死细菌的化学物质,则进化对它们的免疫力作出反应。实际上,达尔文的自然选择很少被简单地说明。偶母偶尔,细菌基因组中的随机突变会自发地产生抗性程度 - 例如,蛋白质β-内酰胺酶中只有几个氨基酸的变化可以防止青霉素。当存在青霉素时,突变细胞在其同龄方面享有竞争优势,在更大程度上再现并在随后的几代内展开突变的β-内酰胺酶基因。

这是一个深刻的麻烦的想法。虽然我们可能在我们理解威胁的能力方面取得一些舒适。毕竟,这个过程与我们已经了解的一切符合人口中的进化和基因传播,对吧?也许不是。我们通常只考虑DNA在垂直方向上移动 - 父母到儿童,或者在单个细胞的情况下划分时。然而,许多微生物也能够移动DNA并水平分享有用的基因之间个人。这种水平基因转移(HGT)有助于细菌获得耐久性比通过常规方法更快地捕获。

HGT机制可分为三个主要组:转化,转导和缀合。转化是当一个细菌从其周围环境中接受DNA时(可能留下倒下的同志)。然而,转导涉及病毒中间人在感染期间转移遗传信息。缀合体现了一种更合作的方法,其中DNA通过建设小桥或“丸”直接在两个细胞之间分享。虽然这些是我们敌人的策略,但值得注意的是,研究HGT对生物技术至关重要。我们可以诱骗细菌占据我们自己设计的DNA碎片。在令人满意的命运扭曲中,生物合成机械大肠杆菌通常被劫持以产生蛋白质,例如胰岛素用于治疗糖尿病。这种形式的微生物奴隶劳动力已成为药物行业的基石。

抗生素抗性本身可能本身不是人类的创造,但我们当然非常擅长加速其发展。医学,农业和废物处理中的抗生素使用的纯粹规模已经看到了“超级药品”,如MRSA,Clostridium艰难岩,和不应命名的TDR-TDR(完全耐药结核病)。这是教科书困境:抗生素是我们问题的原因和解决问题。仅限处方政策进行某种方式来减少广泛的公共卫生使用(特别是在徒劳尝试治疗许多病毒感染),并且讨论了“循环”前线抗生素,以减少任何一种类型的环境暴露。从研究角度来看,目前的策略探讨了阻断细菌通常用于抵抗的流出系统的方法。然而,更概念的方法可能是仅靶向微生物致病性,留下细胞惰性,但否则能够再现,从而减轻电阻的选择压力。

我们可以寻求减少抗生素抗性问题有很多方法;这些值得他们自己的单独讨论。目前,Teixobactin的发现是欢迎推动 - 脚趾对细菌的几个步骤。追求ichip样技术,加上有效的科学政策,将使我们远远超过我们的竞争对手一段时间。但是,比赛是无情的。终点线,如果存在,仍然不见了。

关于作者:

罗斯哈珀在剑桥大学的自然科学中举行了一名硕士学位,以及伦敦大学学院大学学院的生物复杂性的女士,现在沿着伦敦大学学院的Chronobiology系的博士学位,罗斯现在两年。他的研究旨在结合实验和计算技术,以了解昼夜节奏中感觉方式的差异处理。

在实验室之外,Ross编辑“科学生活方式”杂志,格鲁鲁,并拥有自己的技术初创公司的经验。