《英科学家开展细菌和真菌耐药性机制研究》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: huangcui
  • 发布时间:2018-07-27
  • 5月18日,Science杂志发表了两篇关于抗生素耐药性(AMR,细菌耐药性)和真菌耐药性的文章。

    在AMR评论文章中,英国牛津大学分子微生物学家Stephen Baker博士及其同事概述了细菌病原体如何在人类和动物体内进化出对抗生素的抗性,重点关注了全基因组测序(WGS)在帮助科学家更好地理解抗性机制、病原体进化、种群动态和基因组流行病学过程中发挥的关键作用。

    在真菌耐药性的评论文章中,由伦敦帝国理工学院(Imperial College of London)和埃克塞特大学(University of Exeter)的研究者领导的国际研究团队,解释了在人类和动物药品以及农业植物中,现有抗真菌药物的过度使用如何加速环境中很多真菌的耐药性。作者提出,除了对新的抗真菌剂进行更多的研究,还需要制定强有力的策略来减缓真菌耐药性的发展,以及其他抗真菌剂的策略。为了应对真菌病原体带来的风险升级,需要通过新的模式发现抗真菌的化学物质,通过更好的管理阻碍对现存化学物质产生抗性,并制定新的疾病控制策略以避免过度依赖杀真菌剂。

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  • 《细菌自然产生的耐药性可为农业抗生素 耐药性研究提供基准参照》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李楠
    • 发布时间:2017-11-28
    • 针对于耐药性的产生,人们通常认为是由于人类或动物过量使用抗生素引起的,但科学家们会关注三个指标:“药物(drugs)”(人或动物所服用的抗生素),“微生物(bugs)”(可能具有耐药性的细菌), 以及“基因(genes)”(细菌上具有耐药性遗传密码的DNA片段)。基因通常存在于细胞里,但细胞死亡之后,基因可以继续存在于土壤之中。日前,美国农业研究所(USDA-ARS)内布拉斯加林肯农业生态系统研究中心的微生物学家丽莎·杜尔索(Lisa Durso)和她的同事们研究发现,在几乎未受过人类或动物活动影响的草场土壤中,也存在着大量耐药性细菌。 杜尔索和她的团队一直致力于农业方面抗生素的耐药性研究,因为这一问题关乎粮食安全,动物繁殖与保护,以及环境安全。据杜尔索所说,自然环境中抗生素耐药性起因识别的一个重要前提是确立耐药性的基准水平。从施过肥(动物粪肥或播撒肥料)的土壤中所发现的耐药性细菌和耐药性基因对我们目前的试验提供很有价值的信息。但其中一个担忧是,即使肥料中的细菌已经死掉,他们的基因还是会留存在土壤之中。如果土壤中耐药性的基准线无法确定,那么就很难区分耐药性究竟是自然产生的,还是由于人类使用抗生素所引起的。因此,为了区分耐药性是自然产生的,或是由人类使用抗生素所引起的,必须要考虑到耐药性的基准水平,并且要在衡量农业生态系统中的耐药性时,去除掉这一基准量。 为了解决这一问题,杜尔索和她的团队在东南部的内布拉斯加寻找满足研究条件的20个草原作为研究样本,这些试验样本20多年来几乎未受到人类活动或动物放牧影响。研究人员从试验区域收集土壤样本并从中筛选出具有耐药性的细菌进行分析,结果发现所有草原土壤中都含有对四环素(tetracycline)和头孢噻肟(cefotaxime)具有耐药性的细菌,这两种抗生素是治疗多种传染病经常会使用的抗生药;而将近一半的土壤样本中都包含对两种或两种以上的抗生素具有耐药性的细菌。杜尔索指出,研究中得出的数据可以为土壤中细菌自然产生耐药性提供一个基准。 此外,该研究团队还通过一系列相关试验支持以上结论,包括测量了所有土壤的DNA,从中可以确定大部分的耐药性都来自于活细胞,并且91%的样本土壤中都含有一种对磺胺类药具有耐药性的基因 。耐磺胺类药的基因通常和人类活动有关,但是在这片缺乏人类活动的区域仍然出现了此类基因。对于以上结果,杜尔索解释,“细菌和基因的耐药性会自然产生。因为已有研究表明,早在猛犸象生活的时代,土壤标本中的抗生素耐药性就已经出现,这是因为抗生素如盘尼西林等,最初都来自真菌或是土壤中自然出现的细菌。” 丽莎·杜尔索团队的研究结果为农业生产中减少耐药性采取针对性的策略提供参考。想要在农业活动中实现零耐药性是不现实的,因为即使在自然环境中也存在耐药性,而划定耐药性自然产生的基准线将会成为最大程度减少农业生产中抗生素耐药性的新起点。 (编译 李楠)
  • 《美日科学家揭秘麦瘟菌进化机制促进抗病小麦育种》

    • 来源专题:农业科技前沿与政策咨询快报
    • 编译者:李楠
    • 发布时间:2017-11-28
    • 麦瘟菌是一种可以感染麦穗的真菌,通过阻碍种子生长可使作物损失达到100%。由于麦瘟菌本身存在抗药性,杀真菌剂的效用十分有限,而目前普通的栽培小麦对于麦瘟病无抵抗能力。麦瘟病最初在20世纪80年代在巴西被发现,之后便迅速扩散到周边国家,包括阿根廷、巴拉圭和玻利维亚,近些年该疾病才被控制在南美范围内。历史上,美国肯塔基州甚至整个北美地区的栽培小麦均未受到过麦瘟菌的影响。然而,2011年,在美国肯塔基州普林斯顿英国研究教育中心(UK Research and Education Center),研究人员在一次实验研究中发现了一株患病的麦穗,并将其鉴定为麦瘟病。自2016年起,麦瘟病席卷孟加拉国,2017年该疾病再次侵袭孟加拉的同时还出现在印度。 麦瘟病在全球范围内的频繁爆发,促使全球植物病理学研究机构关注这种植物病毒,同时加速培育抵御该病菌小麦的进程。日前,由日本神户大学、日本岩手生物技术研究中心、美国肯塔基大学植物病理学系等多个机构联合开展研究,表明2011年采集的肯塔基病原体与南美洲麦瘟菌的基因不同,与在美国黑麦草和牛尾草中发现的菌株有相关性。因此推测,2011年在肯塔基州发现的病菌不是外国引进的病原体引起的,很可能是从牧草“跳跃”传播到小麦引起的。并且,肯塔基麦瘟病菌株经历了关键基因的突变,该基因能编码麦瘟病抗性蛋白,即这种突变会损害“好”蛋白质的功能,从而让真菌以规避识别的方式躲避小麦抗性反应。此外,研究发现2016年孟加拉国爆发的麦瘟病很可能是由来自南美洲的一种真菌菌株引起的。研究团队揭示了南美洲菌种的致病机理。目前,该研究结果发表于近日出版的《科学》(Science)杂志。 该研究对引起新作物病变的基因变异进行了重要思考,这一研究成果将会推动抗病性更强更持久的作物品种育种进程。 (编译 李楠)