CRISPR工具逆转细菌抗生素耐药性
研究人员改造基因驱动技术，剥离细菌的抗生素耐药性。
抗生素耐药性（AR）近年来持续加剧，已成为全球健康危机。当致命细菌不断进化出逃避多种疾病药物治疗的新方式时，越来越多的“超级细菌”涌现，预计到2050年将导致全球每年超过1000万人死亡。
科学家正利用最新技术应对抗生素耐药细菌这一紧迫威胁，此类细菌常见于医院环境、污水处理区、畜牧场及渔场。加州大学圣地亚哥分校的科学家现已应用尖端遗传学工具来对抗抗生素耐药性。
加州大学圣地亚哥分校生物科学学院教授伊桑·比尔（Ethan Bier）和贾斯汀·迈耶（Justin Meyer）的实验室合作开发了一种新方法，可从细菌群体中清除抗生素耐药成分。研究人员创建了一种新型CRISPR技术，类似于应用于昆虫群体的基因驱动技术（旨在阻断疟疾寄生虫等有害特性传播）。这种名为pPro-MobV的第二代“主动遗传学”（Pro-AG）工具采用类似策略，使细菌群体丧失药物耐药性。
比尔教授（细胞与发育生物学系成员）表示：“借助pPro-MobV，我们将基因驱动理念从昆虫引入细菌，作为一种群体工程工具。通过这一新型CRISPR技术，我们仅需少量细胞即可中和大规模目标群体中的抗生素耐药性。”
2019年，比尔实验室曾与维克多·尼泽特（Victor Nizet）教授团队（加州大学圣地亚哥分校医学院）合作开发初始Pro-AG概念：通过遗传盒在细菌基因组间复制，使其抗生素耐药组件失效。该遗传盒能靶向质粒（细胞内复制的环状DNA）携带的AR基因，从而恢复细菌对抗生素治疗的敏感性。
基于此理念，比尔及其同事开发了后续系统，通过接合转移（类似细菌交配过程）传播抗生素CRISPR遗传盒组件。正如他们在《npj抗菌素与耐药性》期刊所述，研究团队证实下一代pPro-MobV系统可利用细菌自然形成的细胞间交配通道扩散关键失活元件。他们成功在细菌生物膜内演示该过程——生物膜是污染各类表面的微生物群落，常规清洁方法极难清除。生物膜也是多数严重感染的源头，因其形成的保护性细胞层阻碍抗生素渗透，从而加剧疾病传播。因此，该技术在医疗环境、环境修复及微生物组工程领域具有重大应用潜力。
比尔强调：“在生物膜环境中对抗抗生素耐药性尤为重要，因为这是临床或封闭环境（如渔场池塘和污水处理厂）中最难克服的细菌生长形式之一。若能减少耐药性从动物向人类的传播，将对全球抗生素耐药问题产生显著影响——据估算，近半数耐药性源自环境。”
研究人员还发现，该活性遗传系统组件可由噬菌体（细菌的天然进化竞争者病毒）携带并递送。噬菌体正被专门改造以对抗抗生素耐药性：它们能规避细菌防御机制，向细胞内插入破坏性因子。研究者设想pPro-MobV元件将与这类工程噬菌体协同工作。此外，该活性遗传平台整合了基于同源的高效删除流程作为安全措施，可根据需要移除遗传盒。
生态学、行为与进化系教授迈耶（专注于细菌与病毒的进化适应研究）指出：“据我所知，这项技术是少数能主动逆转抗生素耐药基因传播（而非仅减缓或应对）的方法之一。”
参考文献： Kaduwal S, Stuart EC, Auradkar A, 等. 一种类似接合基因驱动的系统高效抑制细菌群体中的抗生素耐药性. npj抗菌素与耐药性. 2026;4(1):8. doi: 10.1038/s44259-026-00181-z
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