氨基糖苷类修饰酶引起的细菌耐药性机制的研究进展

氨基糖苷类抗生素是高效、广谱的杀菌药物。随着在临床的广泛应用,抗生素的抗药性日趋严重,这在很大程度上降低了其临床应用的潜力。其中,最主要的原因就是细菌产生了一系列修饰酶修饰抗生素的特定基团,使其失去药效。细菌产生的修饰酶种类众多,主要包括磷酸化、乙酰化和腺苷化修饰酶。研究发现,一种酶可以修饰多种抗生素,同时,一种抗生素也可以被多种修饰酶修饰。由于修饰酶底物的广谱性,使得细菌的耐药性难以克服。因此,本文就氨基糖苷类修饰酶和抗生素相互作用的热力学和动力学性质进行了详细的论述,试图找出不同修饰酶失活抗生素药物的共同作用机制。这将为设计新的抗生素药物及修饰酶抑制剂、克服细菌的耐药性,提供理论指导和技术支持。     

国外动态

利用噬菌体消灭对抗生素有抗药性的细菌ＳｃｉｅｎｃｅＮｅｗｓ 2 0 0 2年 1月 12日 16 0卷 2期 2 3页报道 :在大约 1个世纪以前 ,生物学家发现某些病毒可吞噬细菌 ,并为此将这些病毒称为噬菌体。此后 ,生物医学家试图利用噬菌体消灭传染病的病原体———细菌。几十年之后 ,由于青霉素和其他抗生素的发现 ,使生物医学家们打消了这个念头。但现今由于越来越多的细菌对抗生素产生了抗药性 ,因而生物医学家们又再度萌发了利用噬菌体来消灭病原菌的设想 ,并且通过实验证明 ,噬菌体可防止小鼠因感染对抗生素有抗药性的病原菌后而发生死亡。利用噬…     

土壤含水量驱动土壤病毒和细菌多度及其与土壤异养呼吸关系的变化

土壤微生物是维持陆地生态系统稳定性和功能的重要组成部分。病毒是地球上数量最多的生物实体,也是若干类型生境中微生物数量的重要调节者。因此,了解病毒与微生物的相互作用,对深入认识包括碳循环在内的生态系统过程具有重要意义。在实验室建立土壤微宇宙实验系统,跟踪调查恒定低含水量、恒定高含水量和波动含水量3种水分处理下土壤病毒和细菌多度的变化,以及土壤异养呼吸速率对土壤病毒-细菌相互作用的响应。相较于低水分处理,高水分处理显著增加了病毒多度（P<0.001）和病毒-细菌多度比（P=0.0026）,波动水分处理显著增加了病毒多度（P<0.001）。在高水分处理的土壤微宇宙中,细菌和病毒多度呈现出随时间动荡的信号,即细菌多度表现出增加-降低-增加的趋势,而病毒多度则表现出增加-降低的趋势,且其变化滞后于细菌。土壤异养呼吸速率与土壤含水量（P<0.001）、细菌多度（P=0.0045）和病毒多度（P<0.001）都具有显著的正相关关系。这些结果说明：病毒导致的下行控制可能是细菌多度的重要影响因子,在水分增加情形下,病毒有可能通过加速细菌的更新速率进而加速土壤呼吸。因此,病毒与细菌的相互作用可能是碳循环的重要决定因素。     

抗生素诱导的呼吸道菌群缺失对小鼠RSV感染的影响

目的探究抗生素雾化暴露引起的呼吸道菌群缺失对小鼠呼吸道合胞病毒(RSV)感染的影响,为临床合理使用抗生素提供指导意见。方法32只BALB/c小鼠分为2组:雾化ddH₂O对照组和雾化ABX组合抗生素组,处理6 d后,进行细菌16S rRNA基因PCR检测,构建呼吸道菌群缺失小鼠模型。上述2组组内再随机分为2小组,即PBS对照组(ddH₂O+PBS,ABX+PBS)和RSV感染组(ddH₂O+RSV,ABX+RSV),饲养至第14天。检测和分析各组小鼠支气管肺泡灌洗液(BALF)中的炎症细胞和相关细胞因子(TNF-α、IL-8、IL-10及MCP-1)的数量和水平,观察肺组织病理学状况及检测病毒载量。结果BALF中细菌DNA提取和16S rRNA基因PCR检测显示,雾化ABX组合抗生素处理能够有效地剔除呼吸道菌群。BALF中炎症细胞和相关细胞因子检测显示,ABX+RSV组炎症细胞总数明显增多(P<0.05),分类以巨噬细胞和淋巴细胞为主;且细胞因子TNF-α、IL-8、MCP-1及IL-10水平显著升高(均P<0.05)。肺部HE染色显示,感染RSV后ddH₂O+RSV组和ABX+RSV组小鼠肺部损伤明显加重(均P≤0.01),与ddH₂O+RSV组相比较,ABX+RSV组的病毒载量明显升高(t=2.7160,P=0.0217)。结论雾化ABX组合抗生素不仅能够有效地剔除呼吸道菌群,而且明显增加了小鼠感染RSV的风险,导致呼吸道炎症加重,以及病毒载量升高。     

酰基辅酶A结合结构域蛋白3在病原微生物复制中的作用

病毒及细菌等病原微生物侵入细胞后,复制过程离不开宿主细胞内的宿主蛋白.近年来研究表明,酰基辅酶A结合结构域蛋白3(ACBD3)可以与一些病原体的蛋白质相互作用,影响病原体微生物在宿主细胞的复制.本文通过总结爱知病毒、柯萨奇病毒、脊髓灰质炎病毒、丙肝病毒、人类鼻病毒以及沙门氏菌侵染宿主细胞时,病毒蛋白质与ACBD3及磷脂酰肌醇4-激酶B(PI4KB)相互作用的研究进展,探讨ACBD3在病原微生物中的作用.     

细菌抗生素耐药机制研究进展

随着抗生素的广泛使用,细菌对抗生素的适应性越来越普遍。本研究对细菌获得性抗药性的形成、传递机制以及细菌耐药机制进行综述;同时阐述药物间相互作用在抗药性方面的应用,指出药物间协同作用在降低细菌抗药性方面的优势与弊端,同时提出药物拮抗作用在降低细菌抗药性方面的应用前景,旨在为寻找更加合理的用药方法提供理论依据。     

痢疾杆菌染色体中噬菌体插入序列的分析

噬菌体作为细菌的病毒通过参与细菌的代谢过程完成自身的繁殖和复制.自80多年前噬菌体被发现以来,噬菌体因其遗传物质和结构组成十分简单并且与宿主细胞相互作用非常密切一直被作为研究生命基本规律的良好的模型系统.     

家蝇幼虫抗菌肽MDL-2对细菌细胞渗透性及代谢功能影响

研究了家蝇幼虫抗菌肽MDL-2与细菌相互作用时,抗菌肤MDL-2对细菌细胞壁的溶解作用、细胞膜渗透性和代谢的影响.抗菌肽MDL-2在抗菌过程中首先与细菌的细胞壁相互作用,使其破裂,抗菌肽对革兰氏阴性细菌大肠杆菌细胞壁的作用有浓度依赖性,而对革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌MDL-2在较低的浓度时即可发生细胞壁破坏作用;抗菌...     

呼吸道病毒和呼吸道、肠道菌群的相互作用

随着新技术的应用,人们对人体不同部位的微生态系统有了进一步的认识,其中的微生物部分不仅指细菌还包括病毒。病毒的存在可以影响呼吸道和肠道菌群变化,同样呼吸道和肠道菌群状态也影响着病毒对人体的入侵程度。本研究就呼吸道和肠道菌群与呼吸道病毒相互作用关系的研究进展作一综述。     

纳帕海高原湿地浮游病毒丰度及其与可溶性有机碳关系

【背景】浮游病毒在有机碳循环中具有重要作用。【目的】研究纳帕海高原湿地不同季节水样及土样中的浮游病毒和细菌丰度,并分析不同季节浮游病毒丰度与可溶性有机碳的关系。【方法】利用荧光显微镜技术检测不同季节水样中浮游病毒和细菌丰度,利用流式细胞仪技术检测不同季节土壤样品中病毒颗粒和细菌丰度。【结果】雨季所有样品浮游细菌和浮游病毒丰度分别为3.38×10~6/mL和4.38×10~7/mL,旱季所有样品的浮游细菌和浮游病毒丰度分别为8.85×10~5/mL和9.66×10~6/mL,浮游细菌和浮游病毒丰度年平均值分别为2.13×10~6/mL和2.67×10~7/mL。不同季节浮游细菌和浮游病毒的丰度有显著性差异,雨季明显高于旱季(P0.01)。雨季细菌碳产量为8.01μg C/(L·h),旱季为10.30μg C/(L·h)。雨季浮游病毒裂解细菌贡献的可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)占总DOC库的32.38%-76.38%,而旱季为8.23%-47.87%。【结论】浮游病毒在纳帕海高原湿地有机碳循环中具有重要作用。     

家蝇幼虫抗菌肽的抗菌谱及其与抗生素的协同作用研究

研究3种家蝇幼虫抗菌肽的抗菌谱以及每种抗菌肽的最小抑菌浓度(MIC),初步探讨3种抗菌肽分别与青霉素、链霉素相结合后对抗菌活性的影响,并采用分级抑制浓度指数(Fractionalinhibitoryconcentrationindex,FIC)来定量检测抗菌肽与抗生素之间的抗菌作用关系。结果表明3种抗菌肽的抗菌谱不同,不同的抗菌肽对不同病原菌的抗菌活性不同。3种抗菌肽与链霉素、青霉素之间的抗菌协同关系因细菌种类不同。抗菌肽与抗生素之间并不是都存在协同关系,有些不相关,甚至表现为对抗关系,表明抗菌肽、抗生素与细菌三者的相互作用关系非常复杂。     

抗生素诱导革兰阴性菌外膜囊泡产生及发挥生理作用的机制

外膜囊泡是革兰阴性菌分泌的一种球形纳米颗粒,由外膜及其所含成分组成,是细菌在外界压力条件下分泌的具有生理活性的特殊结构。外界压力如抗生素、缺氧等可触发细菌释放外膜囊泡,甚至在正常生长周期中,一些革兰阴性菌也会释放囊泡。外膜囊泡与细菌的多种生理过程相关,如应激反应、毒素传递、致病、细胞间通讯、免疫调节、基因水平转移及维持微生物群稳态等。在使用抗生素治疗过程中,尤其是当人体微生物群处于低剂量抗生素环境时,细菌会大量分泌外膜囊泡。在肠道中,外膜囊泡释放后会通过多种机制刺激肠道而引发多种炎症。本文综述了外膜囊泡的产生、结构及生理作用,提出抗生素治疗不但会破坏人体正常菌群而导致菌群失调,还会诱导细菌产生大量外膜囊泡而引发慢性炎症。噬菌体治疗不破坏正常菌群,特异性杀灭细菌时也不引起外膜囊泡的产生,因此开发使用噬菌体靶向治疗细菌感染将大大减少不良反应。     

微生物基因诊断在临床微生物学中的地位和应用

虽然随着抗生素和防治疫苗的广泛应用,较好地控制了一些感染性疾病的发生和流行,但细菌、病毒等病原微生物引起的感染性疾病依然是导致人们死亡的重要因素之一.     

科研快讯

《自然-化学生物学》:混合使用抗生素新方法问世感染性细菌的药物抗性日渐增加,迫使科学家们发明新方法来对付这些有害细菌。现在,通过将现有抗生素与非抗生素药物混合使用,研究人员发现了一种重新使用抗生素药物的新方法,新成果发表在4月在线出版的《自然-化学生物学》期刊上。Eric Brown、Gerard Wright和同事合作,将治疗帕金森氏症、癌症、炎症和其他疾病的药物与抗生素共同使用,试图寻找混合药物比单个药物效果更好的病例。他们鉴别出非抗生素药物能弱化细菌细胞的几种病例,从而让现有的抗生素能杀死这些细菌。洛派丁胺是一种治疗腹泻的药     

ppGpp介导的抗生素胁迫应答机制研究进展

抗生素是由微生物在生长发育后期产生的次级代谢产物,具有杀死或抑制细菌生长的能力,因此被广泛应用于细菌感染的临床治疗。在长期的进化过程中,细菌采取多种方式应对环境中抗生素的威胁。除了广为人知的抗生素耐药性(resistance)之外,细菌还能对抗生素产生耐受性(tolerance)和持留性(persistence),严重影响抗生素的临床疗效。鸟苷四磷酸(guanosine tetraphosphate, ppGpp)和鸟苷五磷酸(guanosine pentaphosphate, pppGpp) (本文统称ppGpp)是细菌应对营养饥饿等不利环境时产生的"报警"信号分子,其能够在全局水平调控基因的表达,使细菌适应不利的环境。越来越多的研究表明,ppGpp与细菌应对抗生素胁迫密切相关。基于此,本文综述了细菌中ppGpp的合成与水解及其作用机制,并重点阐述了ppGpp介导抗生素胁迫应答的分子机制,以期为新型抗生素的开发提供新思路。     

Pim激酶家族与炎症相关疾病

莫洛尼小鼠白血病病毒前病毒插入位点(proviral integration site of murine leukemia virus, Pim)是高度进化保守的丝氨酸/苏氨酸激酶家族,由三种不同亚型Pim-1、Pim-2和Pim-3组成。Pim激酶能通过与凋亡基因相互作用或磷酸化不同的底物而在细胞凋亡、细胞周期调控及肿瘤发生等方面起重要的作用。近年来越来越多的研究显示,Pim激酶在炎症方面也发挥着重要的作用。本文将对Pim激酶及其抑制剂在炎症相关疾病中的作用作一综述。     

噬菌体疗法在口腔疾病中的研究进展

在人体内除肠道外,口腔也是细菌和病毒的重要栖息地。细菌是导致各种口腔疾病的重要因素,同时严格以细菌为宿主的噬菌体病毒也普遍存在于口腔中,尽管如此,口腔中的噬菌体研究依然较少。近年来,随着抗生素耐药菌株的不断出现,传统的抗生素治疗方法遇到了重要挑战,由于噬菌体特异性强、不易产生耐药性、治疗副作用小、研发周期短、成本低廉,因此噬菌体疗法成为目前治疗微生物感染的热点之一,在口腔抗感染的研究中也逐渐受到关注。本综述就噬菌体疗法在口腔抗感染中的研究现状做一个简要的综述,以期为中国此方面的研究起到一个抛砖引玉的作用。     

水产动物的病毒基因组及其病毒与宿主的相互作用

水产养殖是近30年来世界上增长最快的农业生产方式,但病毒已成为严重威胁水产养殖可持续发展的传染性病原.近10年来,已从水产动物中鉴定出大量不同的病原病毒,解析了100多株水产动物病毒的基因组及其遗传特征,并开始对这些病毒与宿主的相互作用有了系统和深入的认识.本文在作者20多年研究积累的基础上,重点评述水产动物的重要病毒如虹彩病毒、疱疹病毒、呼肠孤病毒和弹状病毒的基因组遗传信息特征以及这些病毒-宿主相互作用的研究进展.     

(p)ppGpp——“魔斑”核苷酸在细菌中的研究进展

鸟苷四磷酸（guanosine tetraphosphate,ppGpp）/鸟苷五磷酸（guanosine pentaphosphate,pppGpp）是细菌严谨反应的信号分子,其合成和水解由Rel/SpoT同系物（RelA/SpoT homologue,RSH）家族的蛋白质合成和水解活性控制。（p）ppGpp介导的严谨反应能够提高细菌对营养匮乏的适应能力和抗生素抗性。近年来发现（p）ppGpp与细菌生长和细胞分裂、抗生素合成等都密切相关,是细胞内重要的全局调控因子。（p）ppGpp在细菌细胞中有许多靶点,使其可以调节DNA复制、转录、细胞周期、核糖体生物合成以及抗生素合成基因簇的表达。然而,（p）ppGpp如何控制转录和其他代谢过程取决于细菌种类,并在不同的微生物中通过不同的机制调节相同的过程。因此,本文通过综述（p）ppGpp的合成/水解酶的种类和调节机制,（p）ppGpp对微生物代谢调控机制、对细胞周期的影响机制,以及（p）ppGpp对抗生素合成和耐受性的调控机制,为细菌耐药性研究和细胞生理学研究奠定基础。     

肠道微生物与人体健康研究进展

人类肠道中定居着许多对宿主有益的微生物,包括细菌、病毒、真核生物等,它们在肠道内能与其他微生物及免疫系统相互作用,对人体健康具有重要影响,被称为"被遗忘的器官",它们的基因组也被誉为人类的"第二基因组",与人体的能量代谢及物质代谢有关。本文总结了人体肠道中病毒、真核生物、细菌和宿主免疫系统的相互作用,微生物群的失衡可能导致的疾病如肥胖和克罗恩病等,以及微生物环境在人体内的成熟过程,期望有助于诊断和治疗与肠道微生物失衡相关的疾病。