《自然·医学》:解开超级病菌凶恶之谜

时间:2007年11月13日
来源:生物通

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在11月9日《自然·医学》的网络版上,来自美国国立过敏和传染病研究所的研究人员公布说,他们的一项最新研究揭示出了金黄色葡萄球菌这种“超级细菌”横行霸道的作用机制。他们发现,这类抗药性最强、最凶恶的金黄色葡萄球菌能通过释放一种致命的“分子炸弹”,摧毁人体免疫系统。

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生物通报道:在11月9日《自然·医学》的网络版上,来自美国国立过敏和传染病研究所的研究人员公布说,他们的一项最新研究揭示出了金黄色葡萄球菌这种“超级细菌”横行霸道的作用机制。他们发现,这类抗药性最强、最凶恶的金黄色葡萄球菌能通过释放一种致命的“分子炸弹”,摧毁人体免疫系统。

 

已经知道,抗药性金黄色葡萄球菌(MRSA)可以抵抗最强力的抗生素和药物,能够引起各种感染,因此也被称为“超级病菌”(Superbug)。

 

在美国,每年因“超级细菌”导致的死亡人数高达18000例,超过了2005年美国死于艾滋病的16000人。同时,感染“超级细菌”的人数也在越来越多,1974年感染葡萄球菌的人中只有2%是MRSA,而到了2003年,这一数字达到了64%。感染“超级细菌”后的症状包括丘疹、肺炎等。

 

 在最新的研究中,Michael Otto和同事发现,MRSA可以产生一类酚可溶性蛋白(PSMs)——它赋予病菌强大的威力。

 

Otto的小组在实验室中培育出了一些PSM分子,并且将其应用于人类嗜中性粒细胞。结果发现,数分钟后,这些免疫细胞开始变平,一个小时后,许多免疫细胞都遭到破坏。Otto表示,他们的研究揭示出了金黄色葡萄球菌摆脱主要‘敌人’的方式。

 

 研究人员还对医院和社区获得性MRSA菌系进行了对比研究。尽管后者比前者抵抗的药物种类略少,但却更加凶残,往往在数天内就能致人于死地。研究结果表明,几种社区获得性MRSA菌系能够制造更多的PSM,而大多数的医院菌系并不制造该蛋白。研究人员认为,这可能就是社区获得性MRSA威力更加强大的原因。

 

 进一步的研究证实了这一观点。当研究人员移除与编码PSM相关的基因后,社区获得性MRSA对小鼠的威胁程度降低,同时在小鼠皮肤上留下的脓肿块也较少。

 

此前,美国研究人员发现,金黄色葡萄球菌抗药的秘密就在于它外表的“金色”,这一成果可望催生出治疗金黄色葡萄球菌感染的新方法。

 

美国加州大学圣迭戈分校副教授维克托·尼泽特等人在新一期《实验医学杂志》上报告说,让金黄色葡萄球菌得名的那种金黄色,实际上是类胡萝卜素,类胡萝卜素具有抗氧化功能,好比一层“金盔金甲”,帮助金黄色葡萄球菌抵御了外来的杀伤。

金黄色葡萄球菌是目前最难以对付的病菌之一。它感染人类表皮、软组织、黏膜、骨和关节,尤其在医院环境中,金黄色葡萄球菌往往能抵御消毒剂的杀伤,造成创口感染,严重时会致人死亡。近年来,抗药性金黄色葡萄球菌传染更加严重,已成为公共卫生威胁。

为进行对比,研究人员用基因“敲出”技术,制造了一种不能产生类胡萝卜素的葡萄球菌。他们发现,金黄色葡萄球菌能抵御免疫系统中杀伤细胞生成的氧化物攻击,甚至能抵御双氧水等常用于消毒的强氧化剂。反之,不能产生类胡萝卜素的葡萄球菌很快就被免疫系统攻击杀死,甚至不能造成机体局部感染。

在进一步研究中,研究人员将生成类胡萝卜素的基因植入一种威胁很小的链球菌中。结果,链球菌不仅变成了金黄色,也变得更有危害了。转基因的链球菌也能抵抗氧化剂的攻击,在注射到实验鼠皮肤上后还会引起严重的感染和溃烂。

金黄色葡萄球菌 (Staphyloccocus aureus Rosenbach) 是人类的一种重要病原菌,隶属于葡萄球菌属Staphylococcus),可引起多种严重感染

金黄色葡萄球菌广泛分布于自然界,在空气、土壤和水中广泛存在,在人体皮肤毛囊、皮脂腺管、鼻腔和肠道中也常有本菌存在。医院的医师和护士中鼻腔带菌达到80~100%,而且常为耐药菌株,是医院感染的重要因素。

金黄色葡萄球菌之所以成为医院感染的致病菌是因为其很容易获得抗生素耐药性。金黄色葡萄球菌对青霉素耐药出现于1994年,仅仅在青霉素使用2年后; 而对甲氧西林耐药出现于1961年,即耐酶青霉素使用1年以后; 万古霉素是治疗MRSA的首选药物,然而1996年日本发现万古霉素中介的金黄色葡萄球菌(VISA),2002年和2004年美国又相继报道3例万古霉素高度耐药的金黄色葡萄球菌(VRSA)。万古霉素耐药金黄色葡萄球菌的出现使细菌感染再次成为非常棘手的临床问题,2003年美国CDC制定了“VRSA/VISA检测和控制指南”,2005年NCCLS药敏试验执行标准中增加了万古霉素耐药金黄色葡萄球菌检测方法,要求各实验室开展对万古霉素耐药菌的监测。(生物通雪花)

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