知名的美國波士頓大學生物醫學工程教授的詹姆斯•科林斯(James Collins)和其團隊,
在最近一次的研究中偶然發現,擁有耐藥性的細菌會犧牲自己,進而換取整個菌群的生存,
以讓族群百毒不侵,生存下去。
一向以來,醫界都認為,感染人體的細菌不是能被抗生素殺滅,就是具有耐藥性,
而想要得知答案,在病人身上取樣化驗即可。但這個發現,
徹底改變研究人員對於細菌耐藥性相關機制的認識,而抗藥細菌這種捨身為公的現象,
也將讓傳統取樣分析法的可靠性受到了質疑。
因為不論檢查唾液也好或尿液也罷,實際上只是對一小部分細菌做了測試,
然後將結果推廣至整個菌群。試想,如果檢驗只取樣到了沒有耐藥性的細菌,
它們在菌群中無疑又占大多數,我們可能會斷定抗生素在病人體內有療效成果,
而事實上可能並非如此。
詹姆斯•柯林斯團隊,這次運用總體基因組學(comparative metagenomics)技術,
在分析抗生素治療後的小鼠腸道噬菌體種群的變化時發現,
小鼠腸道暴露於抗生素環丙沙星(ciprofloxacin)或氨芐青黴素(ampicillin)下,
取樣測試的大部分細菌,耐藥性都比不上它們原來所聚的菌群,
這些細菌只要從菌群分離後,一點抗生素就能置它們於死地,但相反地,
在從菌群分離前,同樣劑量的抗生素卻只能對它們造成幾分鐘作用,意即在菌群中,
噬菌體具有更大的生活耐受性。
研究人員進一步找到了具有超強耐藥性的細菌,並發現它們的數量還不到被測細菌的1%,
但它們的耐藥性比整個菌群要高很多。研究結論顯示,菌群裡少數具有耐藥性的細菌
因為基因變異不僅使它們不再對抗生素敏感,並且能夠大量生成自我保護的武器
來保護其餘99%的細菌,讓抵抗力弱的細菌不會死去,讓它們在庇護下繼續繁衍生存。
這些捨身為公的細菌,在菌群中繁殖的速度也會比其他細菌慢,換言之,
它們犧牲了自己,保護沒有基因變異的細菌,換來了菌群同伴的生存。
詹姆斯•科林斯認為,這一發現不失是個好消息,因為醫界目前一直抱持疑問認為,
如果停用抗生素,細菌們是會繼續擁有耐藥性基因呢?還是會重新變得不堪一擊?
這研究告訴我們,大部分細菌可能並沒有想像中的耐藥性。
如此一來,抗生素雖然不能消滅所有的細菌,但至少能提高更好的效率。
因此,研究團隊將進一步研究這種細菌的「互助行為」是否也存在於其他菌種。
同時,也開始著手研發一種能夠全面評估某一菌群耐藥性的測試方法。
希望在這場對抗超級耐藥細菌的戰爭中,可以「料敵而後動」,
讓人類在這場較量中擁有決勝的關鍵。
《自然》Nature Publishing Group (呂誌翼、許敏 編譯)
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