新发现的细菌状态对抗生素治疗和耐药菌株具有重要意义

近两年来，新闻源让我们随时了解消灭的日常战斗。因此，很容易忘记还有许多类型的细菌威胁着人类的健康——我们的生存取决于不断寻找可以摧毁它们的新抗生素。最近的研究提供了对细菌对抗生素的复杂反应的重要见解，并开辟了开发一种新型且更有效的药物来对抗主要细菌疾病的可能性。

抗生素分为两类：杀死细菌的杀菌药物和抑菌的药物。后者破坏细菌的正常功能，使它们无法再繁殖，让我们的免疫系统提供最后的致命打击。这两种抗生素都将细菌推向接近死亡状态，然后才能最终消除。在这种危及生命的压力下，根据由 Nathalie Q. Balaban 教授和博士生 Yoav Kaplan 领导的耶路撒冷希伯来大学 (HU) 的研究，当细菌的功能与正常细菌非常不同时，它们就会进入“破坏”状态。突破性发现发表在《自然》杂志上。

当压力消除时，细菌不会消失并死亡，而是最终恢复和繁殖——每个细胞的行为方式与其基因相同的相邻细胞不同。当处于“破坏”状态时，细菌对我们目前的抗生素库没有反应，这些抗生素仅用于治疗处于正常状态的细菌。“处于破坏状态的细菌需要与我们目前的抗生素库不同的治疗方法，”Balaban 分享道。“我们现在开始研究可以在破坏状态下击败细菌的新药理剂。”

虽然细菌是单细胞生物，但它们异常复杂。就像任何生物体内的单个细胞一样，它们能够在受到各种压力时进行自我调节。例如，如果您提高温度，细菌会产生保护细胞免受热量影响的蛋白质。限制它们对营养物质的摄入，细胞就会适应，这样细胞就能在营养物质可用时存活并重新生长。许多这些反应已经过分析，并且细胞采用的机制已经很好地理解了。然而，当压力突然而严重时，这些反应不会开始，控制细胞行为的机制仍然是个谜。

巴拉班的团队此前曾表明，当遭受饥饿时，细菌亚群将进入冷冻或休眠状态，并最终在营养丰富的环境中完全恢复并重新生长。这些“持久”细菌与“耐药”细菌非常不同，后者已经发展出一种基因突变，可以阻止它们屈服于特定的抗生素。此外，尽管进行了广泛的研究，但对控制持久性的机制还没有明确的了解。

为了开发一个模型来预测经历剧烈濒死状态的细菌的行为，Balaban 的团队研究了一种大肠杆菌菌株的单个细胞的行为，大肠杆菌菌株是实验室实验工作中常用的细菌。这种细菌的野生变种会导致严重的胃肠道感染，并伴有危及生命的并发症。给蓬勃发展的细胞注射一剂化学物质 (SHX)，可立即诱导饥饿。这种急性压力，就像大剂量的抗生素一样，不允许细胞启动适应性反应。

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