与1500多人共生的实地样本诠释金黄色葡萄球菌的基因密码

　　

迄今为止，对一种常见的细菌——金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）适应人体生存的机制进行的最详细的研究，可能有助于改善某些感染的预防、诊断和治疗。

这项研究由Wellcome Sanger研究所、剑桥大学、西班牙国家研究委员会（CSIC）的瓦伦西亚生物医学研究所（IBV）和他们的合作者进行，他们利用从人类鼻子和皮肤上培养的数千株金黄色葡萄球菌的基因组来研究哪些基因对细菌的适应和持续存在必要。

他们今天（1月13日）发表在《Nature Communications》杂志上，他们使用了一种新的方法来分析来自人类携带者的细菌基因组，以准确地强调这些细菌是如何适应它们的自然栖息地的。这揭示了使某些菌株能够逃避人类免疫系统并对抗生素产生耐药性的关键突变。

这种大规模的遗传分析揭示了一些基因和生物学途径，这些基因和生物学途径以前不知道与金黄色葡萄球菌定植有关。

现在需要进一步的研究来充分了解这些在人类定植中的作用，以及将来是否有方法针对这些途径来帮助预防、诊断或治疗金黄色葡萄球菌引起的感染。

细菌通常存在于体内或体表，不会造成伤害，这被称为定植。其中之一是金黄色葡萄球菌，这是一种常见的细菌，可以在全世界30%的人口的鼻子中找到，也可以在皮肤或肠道中找到。

然而，对于那些免疫系统较弱的人来说，金黄色葡萄球菌可以进入血液并引起感染。这些感染的范围从轻微的皮肤和软组织感染到更严重的感染，包括败血症和肺炎。

这项新的研究是研究人员第一次对人类携带金黄色葡萄球菌的样本进行大规模的遗传分析，而不是在实验室环境中观察细菌。

这个国际研究小组分析了从1500多个人类携带者那里获得的7000多个金黄色葡萄球菌样本的基因组，以确定细菌在自然环境中产生的遗传变化。通过计算分析，他们能够识别出细菌中反复出现的基因变化，这些变化可能有助于人类在殖民期间的生存。

研究人员发现了与氮代谢相关的基因的变化，这表明这是金黄色葡萄球菌在人类中定植所必需的关键代谢过程。他们还发现了可能影响细菌与人体细胞和免疫系统相互作用方式的基因突变。

研究人员发现，一些金黄色葡萄球菌菌株的基因发生了突变，这些基因与调节细菌用来逃避人类免疫系统的因素有关，这可能突出了免疫系统的逃避策略。研究人员还提出，这些细菌菌株可能会利用其他细菌菌株分泌的因子在人类体内定居，而不会自己产生这些因子——他们称之为“骗子”细胞。

此外，本研究证实金黄色葡萄球菌获得耐药突变抗生素，如福西地酸、莫匹罗星和甲氧苄啶。

总的来说，这项新的研究揭示了金黄色葡萄球菌在人类中生存的关键生物学过程。研究细菌在自然环境中的进化和遗传适应，无论是在其载体的无症状定植过程中，还是在感染的建立和过程中，都有助于提高疾病的预防、诊断和治疗。

第一作者，来自西班牙国家研究委员会（CSIC）瓦伦西亚生物医学研究所的Francesc Coll博士：“了解细菌对抗生素治疗的反应，使人们有可能识别出使细菌在抗生素的攻击下存活下来的基因变化。这些突变可以用作诊断标记，以及设计新的治疗策略和更合理有效地使用抗生素。像这样的细菌适应研究也可以揭示免疫逃避的机制——细菌如何适应以逃避我们免疫系统的识别和攻击。这可能有助于识别新的抗原，免疫系统识别为外来或危险的细菌成分，并设计新的疫苗。”

来自威康桑格研究所的资深作者Ewan Harrison博士说：“虽然金黄色葡萄球菌对许多人无害，但对其他人来说，它们可能会导致危及生命的感染。我们的研究对这些细菌如何适应和进化，以便在遗传水平上在人类携带者身上生存，提供了详细的新认识。通过我们的新分析，我们能够在这些菌株的自然栖息地研究它们，强调了以前未知的突变，使某些金黄色葡萄球菌菌株占上风。我们希望对我们发现的途径的进一步调查将有助于改善由这些细菌引起的感染的预防、诊断和治疗。”