抗生素抗性微生物的历史可以追溯到4.5亿年前远在恐龙时代之前
根据一项由研究人员领导的新研究,领先的医院“超级细菌”被称为肠球菌,起源于一个可追溯到4.5亿年前的祖先 - 大约是动物第一次爬到陆地上(并且远在恐龙时代之前)。来自马萨诸塞州的眼睛和耳朵,哈佛大学的抗生素耐药计划和麻省理工学院和哈佛大学的广泛研究所。这项研究的作者今天在Cell上在线发表,揭示了这些病原体的进化史,这些病原体具有几乎不可破坏的特性,并已成为医院现代抗生素耐药性感染的主要原因。
抗生素耐药性现已成为全球领先的公共健康问题。一些微生物,通常被称为“超级细菌”,几乎对所有抗生素都有抵抗力。这在医院尤为重要,大约5%的住院患者会对抗住院期间出现的感染。由于世界各地的研究人员迫切寻求解决这一问题的方法,因此深入了解抗生素耐药性的起源和演变将有助于他们的研究。
“通过分析当今肠球菌的基因组和行为,我们能够将时钟倒回到它们最早的存在,并将这些生物如何塑造成今天的形象拼凑在一起”,共同通讯作者Ashlee M. Earl说。博士,麻省理工学院和哈佛大学布鲁塞尔研究所细菌基因组学小组组长。“了解微生物所处的环境如何导致新的特性可以帮助我们预测微生物如何适应抗生素,抗菌洗手液,消毒剂和其他旨在控制其传播的产品的使用。”
研究人员拼凑起来的画面始于生命的曙光。细菌在近40亿年前出现,从那时起,这个星球就一直充满了它,包括大海。在5.42亿年前被称为寒武纪爆发的时期,动物首先出现在海中。当动物出现在细菌的海洋中时,细菌就会学会生活在它们身上。一些细菌保护和服务于动物,就像我们肠道中的健康微生物一样;其他人生活在环境中,还有一些人会生病。随着动物在大约1亿年后爬到陆地上,他们带着他们的微生物。
细胞的作者研究发现,所有肠球菌种类,包括那些从未在医院中发现过的肠球菌,都能自然抵抗干燥,饥饿,消毒和许多抗生素。由于肠球菌通常生活在大多数(如果不是全部)陆地动物的肠道中,它们似乎也可能在现在灭绝的陆地动物的肠道中,包括恐龙和第一个类似千足虫的生物爬到陆地上。比较这些细菌的基因组提供了证据确实是这种情况。事实上,研究小组发现,只要出现新型动物,就会出现新的肠球菌种类。这包括新型动物在第一次爬到陆地后立即出现,以及大规模灭绝后出现的新型动物,特别是最大规模的灭绝,
从海洋动物,如鱼类,肠道微生物被排泄到海洋,通常每滴水含有约5,000个无害的细菌。它们沉入海底,变成富含微生物的沉积物,被蠕虫,贝类和其他海洋清除剂吞噬。然后它们被鱼吃掉,微生物继续在整个食物链中传播。然而,在陆地上,肠道微生物作为粪便排出体外,在那里它们经常变干并且大部分时间会死亡。
然而,不是肠球菌。这些微生物非常耐寒,可以抵抗干燥和饥饿,这在陆地和医院中很好地服务于消毒剂使得微生物变得困难。
研究负责人Michael S. Gilmore博士说:“我们现在知道数十亿年前肠球菌获得了什么基因,当它们变得耐干燥时,以及消毒剂和抗生素会攻击它们的细胞壁。” Mass.Eye and Ear的高级科学家和哈佛传染病研究所所长。
“这些目前是我们研究设计新型抗生素和消毒剂的目标,这些抗生素和消毒剂专门用于消除肠球菌,将其作为对住院患者的威胁予以消除,”该研究的第一作者,该项研究的第一作者Francois Lebreton博士补充道。吉尔莫尔队。
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