Nature子刊：预测是否会产生抗生素耐药性

　　 生物通报道：通过抗生素治疗细菌感染，已然成为了医院的一种常规手段，尤其是在国内。但是科学家们发现这种治疗方法变得越来越困难，因为细菌耐药性越来越强，不仅是对接触过的抗生素，而且对于一些它们未遇到过的抗生素，也会产生耐药性。近期来自日本理化学研究所（RIKEN）定量定量生物学中心QBiC的研究人员通过分析大肠杆菌耐药菌株的遗传学和表型变化，揭示了细菌针对几种抗生素发展出耐药性的一系列共同特征。

这一研究成果公布在12月17日Nature Communications杂志上。

研究人员发现突变产生的耐药性主要集中在细菌的几种相似生理变化中。通过分析少量基因的表达定量这些变化，就可以预测一种细菌对某个抗生素的应答反应，了解哪些基因也许能用于阻止耐药性发生。

为了完成这种复杂的遗传学和表型分析，文章作者Shingo Suzuki，Takaaki Horinouchi和Chikara Furusawa采用了一种称为实验室进化论（laboratory evolution，生物通译）的方法创建了大肠杆菌的44个菌株，每种菌株都对11种不同的抗生素中的一种具有抗性。

之后他们又分析了每种耐药性菌株对另外未接触过的25种抗生素的反应，结果发现大部分菌株都对25种抗生素中的几种产生了耐药性，这一现象被称之为交叉耐药性（cross-resistance），也就是说即使这些抗生素的作用方式不同，细菌依然能产生耐药性。而且研究人员还发现对于其中两种抗生素，细菌如果产生了一种耐药性，就会变成对另外一种易感。

研究人员推断细菌中基因表达出现了相似的变化可能是交叉耐药性产生原因，为了验证这一想法，他们采用芯片技术分析了每种耐药性菌株的基因表达。将这些信息与耐药性，交叉耐药性等数据结合，研究人员构建出了一种简单线性模型，这种模型能很好的预测菌株的耐药性和易感性模式，Furusawa指出，“这些高精度的预测能通过少量基因，描述细菌的表型，以及它们对抗生素的反应。”

此外，研究人员也知道了与抗生素耐药性发展有关的一些固定突变，比如说他们发现几乎所有的菌株都会发生影响一种特殊多药外排系统的固定突变。

但这项研究的主要结论之一就是虽然细菌表现出了表达模式的相似改变，但是这主要是由不同的基因组变化导致，还有几种不同突变的组合引发的，由此Furusawa推断，“这种趋同进化类型也许就是趋势抗生素耐药性发展的一个关键因素。”

了解导致抗生素耐药性的常见因素，将能帮助科学家们解决耐药性日益严重这一重要问题，定量检测基因对耐药性的影响，这将能研发出组织耐药性继续扩展的有效方法。

（生物通：张迪）