几十年来，抗生素一直是人类抵御细菌感染的第一道防线，但这些重要药物也导致了耐药性"超级细菌"的出现。如今，研究人员发现了一种古老的细菌菌株，它在人类发明抗生素数千年前就已经发展出了这种"超能力"。
周二发表在《微生物学前沿》期刊上的一项研究描述了嗜冷杆菌（Psychrobacter）SC65A.3，这是一种在罗马尼亚5000年冰层中发现的冻结细菌菌株。测试显示，尽管从未接触过这些药物，SC65A.3对10种现代抗生素具有耐药性，并携带超过100个与耐药性相关的基因。
"研究从数千年冰洞沉积物中提取的嗜冷杆菌SC65A.3等微生物，揭示了在现代抗生素使用之前很久，耐药性如何在自然环境中自然演化，"罗马尼亚科学院布加勒斯特生物研究所高级科学家、该研究合著者克里斯蒂娜·普尔卡雷亚（Cristina Purcarea）在一份声明中表示。
古代超级细菌出土
抗生素耐药性是全球公共卫生的紧迫威胁。据美国疾控中心2019年《抗生素耐药性威胁报告》显示，仅在美国，每年就有超过280万例抗生素耐药性感染，导致3.5万多人死亡。
随着抗生素使用的增加，这一威胁也在同步增长。抗生素耐药性是自然选择的经典案例：当微生物暴露于药物时，大多数会死亡，但少数凭借保护性遗传特征存活下来。这些幸存者随后将耐药基因传递给下一代，进而传递给再下一代，从而产生超级细菌。
虽然接触抗生素会增加耐药基因的普遍性，但它并不会赋予微生物这些保护性特征。这些特征是通过随机基因突变和环境中持续的压力自然产生的，许多微生物会产生自己的抗菌化合物，以在与其他微生物的竞争中胜出。
研究人员从斯卡里索阿拉冰洞一处名为"大殿"的区域提取了82英尺（25米）长的冰芯。这种古老的嗜冷杆菌SC65A.3菌株是这些自然过程如何导致抗生素耐药性的完美例证。普尔卡雷亚和她的同事在罗马尼亚西北部斯卡里索阿拉冰洞提取的82英尺（25米）冰芯中发现了它。该冰芯代表了1.3万年的气候历史，包括含有SC65A.3的5000年冰层。
在实验室中，研究人员从冰芯中分离出各种细菌菌株，并对其基因组进行测序，以确定哪些基因使菌株能在如此低温下生存，哪些促进抗菌耐药性。当他们将SC65A.3与28种广泛使用的抗生素进行测试时，发现它对其中超过三分之一的抗生素具有耐药性。
"我们发现具有耐药性的10种抗生素在临床上广泛用于治疗各种严重细菌感染的口服和注射疗法，"包括结核病、结肠炎和尿路感染，普尔卡雷亚解释道。
高风险，高回报
研究作者表示，这些发现凸显了一个与气候变化相关但经常被忽视的公共卫生威胁。
"如果融化的冰释放这些微生物，这些基因可能传播给现代细菌，加剧全球抗生素耐药性挑战，"普尔卡雷亚说。随着全球温度上升，将古代超级细菌释放到环境中的风险也在增加。然而，普尔卡雷亚指出，研究这些细菌菌株也可能导致发现独特的酶和抗菌化合物，为开发新药物和其他生物技术创新提供灵感。
例如，SC65A.3基因组包含11个可能杀死或阻止其他细菌、真菌和病毒生长的基因。它还包含近600个功能未知的基因，表明这种超级细菌的DNA中可能隐藏着更多新型生物机制。
"这些古代细菌对科学和医学至关重要，"普尔卡雷亚说，"但在实验室中必须采取谨慎的处理和安全措施，以减轻意外扩散的风险。"
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