摘要：对金黄色葡萄球菌的新见解揭示了它如何通过逃避抗生素和免疫系统在人体内存活，这为更好的感染控制策略提供了建议。图片来源：Wellcome Sanger Institute
对金黄色葡萄球菌的新见解揭示了它如何通过逃避抗生素和免疫系统在人体内存活，这为更好的感染控制策略提供了建议。图片来源：Wellcome Sanger Institute
一项开创性的研究揭示了人类常见细菌金黄色葡萄球菌的进化和存活方式，为更好地控制感染提供了有希望的线索。
通过分析数千份直接来自人类而非实验室的细菌样本，研究人员发现了帮助这些细菌抵抗抗生素和逃避免疫系统的关键基因突变。这可能导致预防、诊断和治疗感染的改进方法。
迄今为止关于常见细菌金黄色葡萄球菌如何适应人体的最全面的研究可能会带来预防、诊断和治疗各种感染的进步。
这项研究由英国威康桑格研究所、剑桥大学、西班牙国家研究委员会瓦伦西亚生物医学研究所和其他合作者共同开展，分析了从人类鼻腔和皮肤中分离出的数千株金黄色葡萄球菌的基因组。研究的目的是找出帮助这种细菌适应和存活的关键基因。
这项研究于1 月 13 日发表在《自然通讯》杂志上，介绍了一种分析人类宿主细菌基因组的新方法。它精确地指出了某些菌株能够躲避人类免疫系统并产生抗生素耐药性的特定突变。
这次大规模的基因分析发现了一些以前未知的与金黄色葡萄球菌定植有关的基因和生物途径。
现在需要进一步研究以充分了解这些在人类定植中所起的作用，以及是否有办法在未来针对这些途径来帮助预防、诊断或治疗金黄色葡萄球菌引起的感染。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 是一种众所周知的“超级细菌”金黄色葡萄球菌菌株，对甲氧西林和其他抗生素都产生了耐药性。图片来源：Wellcome Sanger Institute
细菌通常存在于体内或体表而不会造成伤害，这被称为定植。金黄色葡萄球菌就是其中一种常见细菌，全球多达 30% 的人口的鼻腔中以及皮肤或肠道中都有这种细菌。[1]
然而，对于免疫系统较弱的人来说，金黄色葡萄球菌会进入血液并引起感染。感染范围从轻微的皮肤和软组织感染到更严重的感染，包括败血症和肺炎。[1]
这项新研究是研究人员首次对人类携带者样本中的金黄色葡萄球菌进行大规模基因分析，而不是在实验室环境中观察细菌。
该国际团队分析了从 1,500 多名人类携带者身上获得的 7,000 多个金黄色葡萄球菌样本的基因组，以确定细菌在自然环境中发生的基因变化。通过计算分析，他们能够识别细菌中可能有助于在人类定植期间存活的反复出现的基因变化。
一堆培养皿中培养着细菌菌株。图片来源：Wellcome Sanger Institute
研究人员发现了与氮代谢相关的基因变化，表明这是金黄色葡萄球菌在人类中定植所必需的关键代谢过程。他们还发现了可能影响细菌与人类细胞和免疫系统相互作用方式的基因突变。
研究人员发现，一些金黄色葡萄球菌菌株的基因发生了突变，这些基因与调节细菌用来逃避人体免疫系统的因子有关，这可能凸显了一种免疫系统逃避策略。研究人员还表示，这些细菌菌株可能会利用其他细菌菌株分泌的因子在人体中定殖，而无需自己产生这些因子——他们称之为“骗子”细胞。
此外，该研究证实，金黄色葡萄球菌对夫西地酸、莫匹罗星和甲氧苄啶等抗生素产生了耐药突变。
总体而言，这项新研究揭示了金黄色葡萄球菌在人体中生存的关键生物过程。研究细菌在自然环境中的进化和遗传适应，无论是在携带者的无症状定植期间，还是在感染的建立和过程中，都有助于改善疾病的预防、诊断和治疗。
西班牙国家研究委员会 (CSIC) 瓦伦西亚生物医学研究所的第一作者 Francesc Coll 博士说：“了解细菌对抗生素治疗的反应，使我们能够识别出使它们能够经受住抗生素攻击的基因变化。这些突变可用作诊断标记，以及设计新的治疗策略和更合理、更有效地使用抗生素。像这样的细菌适应性研究还可以揭示免疫逃避机制——细菌如何适应以逃避我们免疫系统的识别和攻击。这可以帮助识别新的抗原，即免疫系统识别为外来或危险的细菌成分，并设计新的疫苗。”
威康桑格研究所的资深作者 Ewan Harrison 博士说：“虽然金黄色葡萄球菌对许多人来说是无害的，但对其他人来说，它们可能会导致潜在的危及生命的感染。我们的研究从基因层面详细地了解了这些细菌如何适应和进化，以便在人类携带者身上和体内生存。通过我们的新分析，我们能够在它们的自然栖息地研究这些菌株；突出了以前未知的突变，这些突变使某些金黄色葡萄球菌菌株占了上风。我们希望对我们发现的途径的进一步研究将有助于改善对这些细菌引起的感染的预防、诊断和治疗。”
笔记：[1]“金黄色葡萄球菌宿主相互作用和适应”，作者：Benjamin P. Howden、Stefano G. Giulieri、Tania Wong Fok Lung、Sarah L. Baines、Liam K. Sharkey、Jean YH Lee、Abderrahman Hachani、Ian R. Monk 和 Timothy P. Stinear，2023 年 1 月 27 日，《自然评论微生物学》。DOI：10.1038/s41579-023-00852-y
参考文献：“金黄色葡萄球菌在定植过程中的突变情况”，2025 年 1 月 13 日，《自然通讯》。DOI：10.1101/2023.12.08.570284v1
来源：康嘉年華