預測超級細菌耐藥突變的方法

    隨著耐藥細菌的增加，即使是幾十年來容易控制的常見感染——例如肺炎或尿路感染，用標準抗生素都難以治療。因此迫切需要研制新的藥物，同時也需要某種方法zui大程度地發(fā)揮這些藥物的有效使用壽命。當研究人員用這種新藥處理活菌時，實際上出現(xiàn)了兩種遺傳變化，正如他們的算法預測的一樣。

    研究人員正在開發(fā)先發(fā)制人的策略，同時藥物仍然處于設計階段，這將給科學家們一個有利的開端，來檢測新的化合物。他們說：“如果我們能以某種方法，提前預測細菌如何應對一種特殊的藥物，那么我們就可以改造藥物，或者計劃測試下一種藥物，或排除掉不大可能*有效的療法。" 由于細菌繁殖的如此迅速——在不到一個小時內(nèi)生長并從一個細胞分裂為兩個，耐藥菌不斷地發(fā)生演變，因此研究人員必須不斷開發(fā)新的方法來殺死它們。

    研究人員說：“對于一些抗生素來說，藥物引入后幾十年都沒有出現(xiàn)*個耐藥菌株在，而在其他抗生素中則只需要一年的時間。"直到現(xiàn)在，研究人員都在試圖預測使細菌逃避某種特定藥物的遺傳改變，他們不得不從先前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的耐藥突變“文庫"中查找可能的突變。

    但是，當談到預測細菌如何適應新的藥物時，這種方法存在不足，因為微生物不會以可重復的、可預見的方式發(fā)生改變。“有了一種新藥，總有一種可能性，即生物體會產(chǎn)生從來沒見過的不同突變。這是醫(yī)生真正擔憂的事情。"

    研究小組集中在一種新的實驗性藥物，這種藥物通過結合和抑制一種細菌酶（稱為二氫*還原酶，DHFR，在DNA構建和其他過程中發(fā)揮至關重要的作用）而起作用。這種藥物稱為炔丙基連接*拮抗物，有望作為MRSA感染的一種治療方法，但是尚未進入人體試驗。

    研究人員說：“我們想查明，細菌采用什么策略來對抗這些新的化合物。它們可能是我們以前見過的相同舊突變嗎？或者細菌采用了新的策略？"在一份可能突變的順序表中，研究人員把注意力集中在4個微小的差異，稱為單核苷酸多態(tài)性（SNPs），理論上它們會賦予細菌耐藥性。雖然他們發(fā)現(xiàn)的突變以前沒有報道過，但是，在實驗室利用活菌的實驗表明，他們的預測是正確的。

    研究人員說：“我們的確在細菌中發(fā)現(xiàn)了新預測的突變，這一事實非常令人興奮。"現(xiàn)在，研究人員正在使用他們的算法來預測其他藥物（旨在對抗大腸桿菌和腸球菌這樣的病原體）的耐藥突變。他們說，該模型也可以擴展到預測一種微生物對一種以上藥物的響應。“我們甚至可以誘騙一種病原體發(fā)展出突變，使其能夠逃避一種藥物，但是這會使其對另一種藥物特別敏感，就像一種組合拳。"