鲍曼不动杆菌在美国许多医院中是一种令人担忧的存在,每100名患者中就有超过1人因鲍曼不动杆菌感染接受治疗。这种细菌以其动态的基因组和获得抗生素耐药性的能力而闻名。
"这是一种致命的病原体,以其对传统药物的耐药性而臭名昭著,"桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所数据科学与人工智能中心教授、生物医学科学研究生院副院长兼课程副院长安德烈·奥斯曼博士说。
先前的研究显示,美国医院获得性鲍曼不动杆菌感染中,有三分之一对一种名为碳青霉烯的常见抗生素具有耐药性。患有这些难以治疗感染的患者更有可能在医院死亡、住院时间更长,并且更常被转移到其他医疗机构而不是出院回家。
桑福德伯纳姆普雷比斯的研究人员及其罗氏制药的合作者于2025年10月29日在《抗菌药物与化疗》杂志上发表研究结果,展示了使用实验进化方法绘制用两种不常见抗生素处理的鲍曼不动杆菌基因突变图谱。
"替加环素和多粘菌素是医生对抗鲍曼不动杆菌感染的最后一道防线,"该论文的高级作者和通讯作者奥斯曼说。"由于它们在美国很少使用,现有耐药性相对较低但正在上升,这促使我们研究细菌如何获得新的抗生素耐药性。"
研究团队使用病态恒化器进行实验,这是一种使细菌在多代中持续生长的设备,同时通过抗生素治疗逐渐增加生存压力。病态恒化器由计算机控制,监测培养物的生长,并在培养物快速生长时不断引入更多抗生素药物。
"它就像一台进化机器,比其他方法更接近模拟人体内的条件,"奥斯曼说。
"当与基因组测序相结合时,这种方法使我们能够创建尽可能全面的图谱,涵盖所有理论上可能提供对药物耐药性的突变。"
科学家们的制图工作确认并扩展了关于这些抗生素类别的主要耐药机制的现有知识。替加环素获得性耐药的第一个主要来源是由影响细菌在药物损害细菌细胞之前隔离和清除药物的突变驱动的。这些系统被称为外排泵。
"这是替加环素耐药的一个公认机制,我们的发现扩展了在鲍曼不动杆菌中观察到的这类耐药驱动突变的已知谱系。"
安德烈·奥斯曼博士,数据科学与人工智能中心教授,桑福德伯纳姆普雷比斯医学发现研究所
第二个主要的耐药领域与多粘菌素耐药的进化有关。研究小组确定了影响一种酶活性的突变,该酶可以阻止多粘菌素到达其预定目标,即细菌细胞壁的一个组分。
"一旦我们拥有了提供耐药性的大多数可能突变的完整图谱,我们就可以将此图谱与其他测序基因组进行比较以做出预测,包括来自患有鲍曼不动杆菌感染的患者的序列,"奥斯曼说。超过10,000个鲍曼不动杆菌不同分离株的基因组对研究人员公开可用,所有这些都包含在本研究的比较分析中。
研究团队认为,这项研究以及之前关于鲍曼不动杆菌和其他细菌病原体耐药性进化的研究,是走向基于基因组的药物耐药性和敏感性预测的步骤,这些预测可以在医院和诊所中使用。
"当患者通过试错治疗并给予细菌已经耐药甚至部分耐药的抗生素时,会出现严重问题,"奥斯曼说。"这进一步促进了细菌耐药性,并且你会失去患者不一定有的时间。
"我们正在积累的数据将使医生能够订购测序测试并开出处方,选择细菌最不可能耐药的抗生素,这将对个别患者有益,并且从更广泛的角度来看,有助于我们减缓抗生素耐药性的整体进化。"
来源:
桑福德伯纳姆普雷比斯
参考文献:
Kent, J. E., et al. (2025). 两组分信号系统中的突变驱动鲍曼不动杆菌对替加环素和多粘菌素耐药的实验进化. 《抗菌药物与化疗》. doi: 10.1128/aac.00809-25.
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