《科学家使用熊唾液快速检测抗生素》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2018-09-14
  • 如果你正在寻找棕熊的嘴,这是世界上最大的掠食者之一,你的生存机会可能并不好。但是,罗格斯和其他科学家团队发现了一种技术,通过利用东西伯利亚棕熊唾液中的细菌,迅速评估可能挽救生命的抗生素。

    该技术涉及将来自野生动物口腔的细菌 - 或具有潜在抗生素特性的其他复杂微生物来源 - 置于油滴中,以检查其是否抑制有害细菌,如金黄色葡萄球菌,根据在线发表的一项研究美国国家科学院院刊。

    野生动物或其他外来物种中的微生物是寻找抗生素的未开发领域。野生动物的微生物群可能有助于保护它们免受围绕它们的侵略性微生物的侵害。该研究称,这项新技术可以对微生物进行单独测试,是发现抗生素和探索微生物组外部影响的有力工具。

    研究共同作者,Waksman微生物研究所首席研究员兼分子生物学教授Konstantin Severinov说:“通过在培养皿上测试产生抗生素的细菌并研究它们如何抑制有害细菌的生长,这是很繁琐的。”罗格斯大学 - 新不伦瑞克省的生物化学和生物化学。“我们迅速确定了西伯利亚熊唾液中抗生素活性的谱系。”

    熊被抓狂了然后被释放。该技术使用功能强大的机器,用活熊口中的细菌快速分选数十万个油滴,科学家们发现了一个金黄色葡萄球菌为零的液滴。杀死金黄色葡萄球菌的有益菌株产生了以前已知的抗生素 - 氨苄青霉素。

    根据美国疾病控制和预防中心的数据,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)可抵抗多种抗生素,并可引起肺炎和败血症,这是对身体严重感染的危及生命的反应。

    “熊主要是选择,因为它被抓获在何处,这是假设旷野出路,微生物典型的品种和不受文明存在,” Severinov说。“因为研究表明,微生物的多样性取决于饮食,并与土著部落的人相比显着降低,例如,在动物园的动物保持和城市人类后者的考虑是非常重要的。

    “在液滴放置单个细菌物种允许我们监视他们的各种损伤,如抗生素反应,同时避免了复杂的微生物组的相互作用,如我们自己。我们的方法应该允许我们来测试我们的微生物如何响应和变化时,诸药被管理。“

  • 原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/09/180913082131.htm
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    • 编译者:黄翠
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    • 抗生素耐药性问题是当今全球卫生面临的最大威胁之一。老牌抗生素耐药率不断升高,而近 30 年来又没有新的抗生素被发现或合成。这意味着,我们最终可能没有抗生素能对抗不断出现的耐药菌。因此,除了抗生素,科学家们也在努力寻找其他的抗菌方法。近日,华盛顿大学医学院的一项研究发现,一种分子诱饵可以靶向作用于肠道中能引起尿路感染的大肠杆菌,减少致病菌的同时不影响其他微生物组成。该研究发表于 6 月 14 日的 Nature 期刊上。 本研究的资深作者 Scott J. Hultgren 教授表示:“我们研究的最终目标是帮助患者处理并预防复发性尿路感染的常见问题,同时帮助解决全球抗菌素耐药性危机。” 由尿道致病性大肠杆菌(uropathogenic Escherichia coli,UPEC)引起的尿路感染(Urinary tract infections,UTIs)每年在全世界范围内影响着约 1.5 亿人。尿路感引起疼痛,排尿灼热和尿频。严重时,感染可以传播到肾脏和血液,甚至会危及生命。尽管抗生素能够有效治疗,但 30-50%的患者会经历复发。并且,尿道致病性大肠杆菌对最后一线抗生素的耐药性越来越强,使尿路感染成了抗生素耐药问题发生的“重灾区”。 因此,研究人员希望能找到一些新方法,减少肠道内尿道致病性大肠杆菌的数量,或许就能降低尿路感染的风险,并预防一些复发性感染。 诱饵分子与细菌菌毛结合,使其无法附着于肠道 在大肠杆菌中,有一组专门负责编码菌毛的基因,细菌表面的菌毛允许它们能够附着在组织上,如同一个分子“魔术贴”。没有这种菌毛,细菌就无法在肠道里生长。早期研究发现,这些菌毛能够附着在膀胱表面的甘露糖(mannose)上。 进而“抓住”膀胱上的甘露糖受体,因此细菌能够避免在人们排尿时被清除。而缺乏这种菌毛的细菌不能在小鼠中引起尿路感染。 此前,Hultgren 和共同作者,华盛顿大学生物化学和分子生物物理学副教授 James W. Janetka 博士,通过化学修饰甘露糖,构建了一组名为甘露糖苷(mannosides)的分子。这种分子与甘露糖类似,但它们能够通过菌毛更紧密地与细菌结合。然而,与甘露糖受体不同,这些甘露糖苷不附着于膀胱壁,因此与甘露糖苷结合的细菌被尿液冲洗出来。研究人员认为,甘露糖苷能够竞争性地与菌毛结合,因此通过甘露糖苷处理可以减少肠道中大肠杆菌的数量,并可能阻止细菌扩散到膀胱。 为了验证这个猜想,他们将大肠杆菌的致病菌株引入小鼠的膀胱和肠道内。研究人员给予小鼠三次口服剂量的甘露糖苷,然后在给予最后一剂甘露糖苷后检测小鼠膀胱和胆汁中的细菌数量。他们发现,致病细菌几乎被完全从膀胱中消除,在肠道中减少了一百倍。 该论文第一作者 Spaulding 说:“虽然我们并没有完全消除这种肠道细菌,但结果仍然很有希望。减少肠道中致病细菌的数量意味着它们进入尿道导致尿路感染的可能性更少。” 甘露糖苷对无害菌群影响更小 研究人员研究的菌毛类型在大肠杆菌的大多数菌株和一些相关的细菌种类中也发现。理论上,甘露糖苷处理可能导致肠道中带有同种菌毛的其他细菌被清除,就像抗生素治疗杀掉目标以外的细菌一样。消除无害细菌可能扰乱菌群平衡,导致肠道疾病,这也是广谱抗生素治疗的风险之一。 研究人员测量了甘露糖苷治疗后肠道微生物组成。他们发现,和致病菌相比,甘露糖苷对其他细菌的影响较小。这与用抗生素治疗后观察到的多种微生物丰度变化形成鲜明对照。 “这一发现令人兴奋,因为我们开发出一种像分子手术刀一样的治疗剂,”Spaulding 说,“它能特异性地清除目标细菌,同时又保留其余微生物群落的完整性。” 此外,由于甘露糖苷不是抗生素,它可能用于治疗由耐药菌株引起的尿路感染。尿路感染占美国每年所有抗生素处方的百分之九,因此这种避免使用抗生素治疗的方法有助于抑制抗生素耐药性的发展和传播。 不过,这项在小鼠模型中进行的研究还需要进一步验证才能确定这种方法是否适用于人类。
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    • 编译者:zhangmin
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