Nature Microbiology：致命的细菌发展出了产生抗菌剂，消灭竞争对手的能力

Nature Microbiology：Bacteriocin production facilitates nosocomial emergence of vancomycin-resistant Enterococcus faecium

　　

在过去的几年里，一种适应卫生保健环境的耐药细菌进化成一种抗微生物基因工具，消灭了它的表亲，取代它们成为主导菌株。匹兹堡大学医学院的科学家们在梳理当地医院的数据时发现了这一现象，然后证实这是一种全球现象。

今天发表在《自然微生物学》（Nature Microbiology）杂志上的这一发现，可能会推动开发新的治疗方法，以对抗一些世界上最致命的细菌。它还验证了皮特大学和UPMC大学开发的一个系统的新用途，该系统将基因组测序与计算机算法相结合，可以快速检测传染病的爆发。

“我们的实验室对在医院环境中移动的病原体游行有一个前排座位，”资深作者，皮特传染病部医学副教授Daria Van Tyne博士说。“当我们退后一步，缩小视野时，很快就发现，世界上最难治疗的细菌之一正在发生重大变化。”

医疗保健相关传播增强检测系统（EDS-HAT）分析住院患者感染的遗传特征并标记模式，使临床医生能够实时干预和阻止潜在的疫情爆发。但主要作者Emma Mills是实验室的微生物学和免疫学研究生，她意识到EDS-HAT也是一个详细历史信息的宝库，她可以挖掘这些信息来了解细菌随时间的演变。

Mills专注于万古霉素耐药屎肠球菌（VREfm），之所以这样称呼，是因为它不能被常用的抗生素万古霉素根除。VREfm导致约40%的感染者死亡，对免疫功能低下和住院患者来说是一种特别的瘟疫，这些患者经常服用抗生素，这些抗生素会减少其微生物群中细菌的多样性，从而使VREfm等耐药细菌茁壮成长。

Mills分析了进入EDS-HAT的住院患者在6年时间内的710份VREfm感染样本的基因组序列后发现，VREfm菌株的种类已经从2017年的大约8种相当均匀分布的类型缩减到2018年开始出现的两种优势菌株，到2022年底，每5名患者VREfm样本中就有4名是罪魁祸首。

经过仔细检查，Mills发现优势菌株已经获得了产生细菌素的能力，细菌素是细菌用来杀死或抑制彼此的一种抗菌剂。他们将这种新能力武器化，以摧毁其他VREfm菌株，使它们能够不受限制地获取营养物质，从而更容易繁殖。

这进一步激发了Mills的好奇心：如果这种情况发生在当地医院，那么它会发生在其他地方吗？之前没有研究出版物探讨过这是一种全球现象的可能性，因此她查阅了一个公开的图书馆，该图书馆从2002年到2022年在全球收集了超过15,000个VREfm基因组。果然，她在当地观察到的情况也在全球范围内发生了。

Mills说：“这是一个完全出乎意料的发现，我很惊讶能看到如此戏剧性的信号。”“一旦这些菌株进入医院等机构环境，并与患者肠道中的其他VRE菌株相匹配，它们就会接管。这是一个‘杀死你的朋友，吃掉他们的食物’的场景。”

这一发现并没有立即产生临床效果——使用细菌素的VREfm并没有使病人比之前的VREfm病情加重。但它可能为开发新疗法指明了潜在的途径。

“VRE人群的多样性似乎正在缩小，从许多不同类型的感染减少到只有少数几种。这意味着我们可能很快就只有一个单一的目标来设计治疗方法，如抗生素或噬菌体疗法，”Van Tyne说。“这也表明细菌素是非常有效的，也许我们可以为自己的目的将它们武器化。”