居高臨下的存在

所有記錄在案的 VRSA 病例都是由於一組基因的轉移所致，這些基因被稱為「VRSA」。 範A 操縱子，來自另一種耐萬古黴素的細菌 金黃色葡萄球菌 同時感染期間。研究人員從臨床樣本中分離出 VRSA 菌株，並培養了其中 4 株攜帶該病毒的菌株。 範A 在有或沒有萬古黴素的情況下操縱子。

首先，他們在萬古黴素存在下在固體和液體培養條件下培養 VRSA，以研究不同的適應性參數。在這兩種條件下培養的大多數 VRSA 菌株的生長速度都比 金黃色葡萄球菌 它仍然對萬古黴素敏感，證實獲得抗生素抗藥性會帶來健康成本。

接下來，為了檢查菌株在沒有抗生素的情況下是否保留萬古黴素抗藥性，研究團隊將細菌轉移到不含萬古黴素的固體培養基中。這導致抗生素抗藥性迅速逆轉：菌株變得對萬古黴素敏感。

研究人員讓VRSA在實驗室中生長和進化50個生命週期，並比較了進化菌株和祖先菌株的生長速度。他們發現，大多數進化譜係比祖先菌株生長得更快，這表明當長時間接觸抗生素時，VRSA 可以克服萬古黴素抗藥性的初始適應成本。

同時，研究人員也在缺乏萬古黴素的培養基中培養了不同的 VRSA 譜系 50 個循環。以這種方式生長的 VRSA 的生長速度並不比祖先菌株快，這意味著暴露於萬古黴素的細胞的適應性變化很大程度上是由於抗生素的存在。

來自突變的幫助

研究人員假設，VRSA 在萬古黴素存在的情況下產生了額外的突變，這有助於克服抗藥性的成本。為了測試這一點，他們對暴露於萬古黴素和未暴露於萬古黴素的譜系的基因組進行了定序。結果顯示，暴露於萬古黴素的細菌中富含特定基因的突變，但在沒有萬古黴素的情況下生長的細菌中卻沒有突變。

為了確定這些突變是否直接導致克服適應度成本，研究人員比較了萬古黴素暴露菌株有和沒有突變的適應度。帶有突變的 VRSA 在萬古黴素存在下生長得較快，而沒有突變的菌株則較不適合。

接下來，研究人員探討了暴露於萬古黴素的 VRSA 譜係是否會恢復對抗生素的敏感性。他們將 VRSA 暴露於萬古黴素 50 個週期，然後暴露於不含萬古黴素的培養基中 10 個週期。與失去萬古黴素抗藥性的原始菌株不同，大多數萬古黴素暴露菌株即使在沒有萬古黴素的情況下仍保持抗藥性。

最後，研究人員檢查了克服萬古黴素抗藥性的適應成本是否會降低對其他抗生素的抗藥性。他們測試了祖先和進化的 VRSA 菌株對利奈唑胺和苯唑西林的敏感性。大多數進化譜系對苯唑西林的抗藥性要低得多或沒有，儘管有跡象表明它們可以透過其他方式重新獲得苯唑西林抗藥性。

方法數量的優勢

結果顯示「重要的是我們開發新的抗生素和治療策略來對抗未來任何萬古黴素抗藥性 金黃色葡萄球菌，以及其他對抗生素有抗藥性的病原體，」賴特寫道。

據他介紹，他們研究的一個限制是他們沒有測試在實驗室中進化的 VRSA 譜系如何在活體宿主中生存。

「這項研究補充了一系列研究萬古黴素抗藥性的工作 金黃色葡萄球菌”，哈里亞納邦阿育王大學研究抗生素抗藥性機制的助理教授 Laasya Samhita 說。

據她說，這些發現強調了其他人已經表明的觀點：萬古黴素抗藥性代價高昂，因此在沒有抗生素施加的適應壓力的情況下很容易消失。 「他們的主要發現是，持續接觸抗藥性菌株會導致成本快速補償，」她說。 “這些進化的菌株現在既難以治療，又很容易在人群中傳播。”

她補充說，很高興看到固體和液體介質中的實驗進化，她說這“可以對進化速度和出現的抵抗力產生影響。”

其他形式的抵抗

但她補充說，這項研究探討了 VRSA 如何克服僅由一種類型的抵抗力帶來的健康成本。雖然 範A 操縱子負責所有已知的 VRSA 病例，其他細菌中也存在其他萬古黴素抗藥性機制。

薩米塔補充說，作者也沒有詳細說明防止細菌克服抗藥性成本的措施。

但她表示，這項研究強調了醫生在患者樣本中觀察到 VRSA 時停止萬古黴素治療的重要性。

Sneha Khedkar 是生物學家，後來成為自由科學記者。