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科学家发现对抗超级细菌的“超级英雄细菌”

佚名 2023-07-29 07:35:47

随着人们对耐抗生素的“超级细菌”关注度逐渐提升,salk研究所的科学家们也许找到了能够解决这一难题的办法――即肠道部位寄生的、有时会移动到其它器官组织的“超级英雄”细菌。这些细菌能够减轻感染带来的长期负面效应。

在最近一期发表在《science》杂志上的一篇报告类文章中,salk研究所的研究人员发现小鼠微生物组中的一类大肠杆菌能够提高小鼠对肺部以及肠道感染的耐受性,具体体现在一般小鼠在受到感染时肌肉组织会出现消解,这一类细菌能够有效阻止这种情况的发生。如果人类体内能够找到具有相似特征的细菌,我们就有办法治疗由抗生素耐受性细菌引发的感染类疾病,比如脓毒症等。

“一直以来,我们对于治疗微生物感染的方案都集中在消除这些微生物上,然而真正具有致命性的并不是微生物感染本身,而是感染进一步引发的副效应。”该研究的主要作者,来自salk研究所的助理教授janelle ayres说到。

“我们的研究证明,对于一些损伤的阻止,比如肌肉消解症状,能够明显延缓感染造成的长期性危险”。如果我们不对这些细菌赶尽杀绝,它们也不会快速地进化从而变成我们都无能为力的超级细菌。

抗生素曾经是世界上最有效、最具革命性的药物,然而由于在强烈的药物刺激压力下,细菌发生着快速的进化,如今也达到了其极限。抗生素耐药性的显现使得人类健康再一次面临感染的威胁,自抗生素发现以来一度被认为是轻而易举可以治愈的疾病如今也再次成为了我们的噩梦。最近一项研究指出:美国医院中发生的感染,其中一半的致病菌对常规的抗生素都是十分耐受的。

根据美国疾病预防控制中心的报告,仅在美国范围内,每年有将近200万人受到耐药菌感染,其中23000因此死亡。

“抗生素曾经是医药界了不起的成就,然而利用药物对细菌进行杀灭具有其天然的弱点”,这项研究共同作者,来自ayres 的科研助理alexandria palaferri schiebe 说到:"大多数研究者们至今仍在一门心思地寻找新的抗生素,然而这只是在为医生与细菌之间的军备竞赛火上浇油。立足于疾病的耐受,即主要抑制这些疾病对人体造成的损害而不去管致病菌本身,才是有希望的一条新路"。

致力于解决感染等一系列问题,ayres团队将目光转向了微生物组。在人体内,微生物的细胞数量甚至是体细胞的10倍,其总重量达到了体重的3%。尽管如此,这些微生物对我们人体的发育,以及与免疫系统的关系究竟如何还不清楚。

ayres从研究生时期就开始从事这方面的研究,她猜想肠道的微生物群体中可能包含着能够保护机体免受感染损伤的细菌类别。“已经有很多证据支持这一观点,但至今仍没有任何一株细菌被鉴定,确认对机体有保护作用”。

基于这一背景,他们以小鼠为实验对象,通过筛选,他们发现有部分小鼠对感染引发的肌肉组织消解十分耐受,通过比较这一类特殊的小鼠与普通小鼠体内的微生物群体,他们发现一类大肠杆菌菌株只在耐受型小鼠体内出现。当普通的小鼠通过饲喂定殖这一类大肠杆菌后,它们也获得了在感染期间肌肉组织消解损伤的耐受性。

下一步,他们希望研究这一类细菌是通过怎样的方式使小鼠获得这一耐受特征的。通过与同研究所的ronald evans实验室合作,他们发现:在感染期间,大肠杆菌从肠道迁移到脂肪组织,从而介导了肌肉组织的保护效应。

一般情形下,肺部或肠道感染的小鼠体内igf-1(insulin-like growth factor 1)激素水平会下降,这一激素是维持肌肉质量的主要信号分子。然而,保护性的大肠杆菌能够激活igf-1信号通路,使igf-1保持在一个正常的水平,因此尽管在感染期间依然保持了稳定的肌肉质量。

该团队发现大肠杆菌维持体内igf-1含量的方式是基于细胞内一个叫做“炎症小体”的蛋白质复合体实现的。在炎症反应过程中,炎症小体介导了下游炎症因子的释放。大肠杆菌利用相同的信号“提醒”机体异常状况的出现,从而保持了igf-1的水平。

这一“超级英雄”细菌在人类体内是否存在目前还不清楚,ayres团队目前正在质粒与研究该大肠杆菌的“药效”维持时间,以及人类体内是否存在这一类细菌。

“目前仍有许多问题需要解释,不过这对于医药研究提供了新的思路,即微生物也许可以作为药物进行使用。”

战胜超级细菌超级细菌是什么战胜超级细菌的观后感

版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。
作者:Gaiseric(来自豆瓣)
来源:/review/9606617/
原先抱着仅仅完成作业的目的来观看它,但此片却令我惊喜的收获了更多。我的直观感受便是:这是一个能令任何对人类和社会发展有思考的人产生兴趣的纪录片,它扎根于生物学,而又不局限于生物学,表面上介绍了关于抗击超级细菌的一些研究和已知方法,实际上却又引起了我的一些思考。
单论本片,介绍可以说是非常详尽了。片头首先说明了目前人类在研发出抗生素后又面临的新危机——细菌通过不断地进化已经开始逐渐超越人类已有的抗生素,产生了耐药性,也就是说,人类无法医治的大量疾病又一次出现了。它们立刻显形,出现在世界各地,虽然以人类目前的医学技术还是可以不让这些“超级细菌”成为席卷全球的灾难,但以它们的进化速度,在不久的将来,人类将无力应对——这也是为什么“超级细菌”被称为重要的公共健康危害,而我们需要抓紧时间对抗它。
片中大致介绍了四种正在研究并卓有成效的科学方法,分别是 从人类本身抑制抗生素的滥用(减缓“超级细菌”发展)、提取其它无害细菌对抗有害细菌、将会随细菌一同进化的噬菌体药物化、利用类似电磁干扰的方式阻断细菌之间的联系(令其无法一同入侵人体,从而使其丧失战斗力)。
这些融汇了全球顶尖科学家智慧的方法看起来是彻底击溃超级细菌的方法,给了我们希望,但事实上,这些方法实施起来却异常困难:
1.在较为发达的社会我们是可以以科学的方法使用抗生素的,但是在那些人口密集而贫穷落后的地区想实施却非常难。我们可以宣传,但很难改变当地的社会状态,以那些地区资源短缺的状态,即使人民有了不滥用抗生素的想法,改变医疗环境和生活环境也非常困难,更不必说即使不滥用抗生素超级细菌依然会缓慢发展。
2.利用类似生物防治的方法固然好,但其本质也只是在使用另一种不可靠的“抗生素”,没有人知道这种细菌是否也会通过进化变得有害,而即使无害,这些细菌也终将导致新的“超级细菌”产生。
3.利用噬菌体看起来是最有效的彻底消灭有害菌的方法,它们只杀细菌,而且也会不断进化,不会因超级细菌的产生而变得无效。但噬菌体完全不可控,而且将一种生物药物化是非常困难的,我们可以想象一下如果某一天噬菌体也开始杀死有益菌会怎样。
4.这种方法看起来是最无害也最能抑制“超级细菌”产生的,由一位普林斯顿大学的教授提出,教授风趣地介绍和乐观的态度令我非常喜欢,她的方法也是“仁慈”的——她发现,单个细菌当然是无法对我们造成任何危害的,而细菌能够联合起来侵入人类身体是因为它们中存在某种“交流”,只要我们阻断这种交流,细菌再怎么进化也无法构成威胁。无奈地是,要发现细菌之间交流的方式和阻断方法还是非常困难的,目前也无法实施。
以上论述会让人类看起来毫无胜算,但纪录片结尾科学家们的努力和成果却又给了我们希望——总有一天,凭借人类的智慧,我们总能战胜细菌。
下面,就来说说这个纪录片给我的除去上述学科知识之外的收获和启示吧。
首先,对于学习,本片中对抗病毒方法的解释使用了大量的类比法和转化法,这不仅是研究生物学的方法,也是研究各种学科和生活处事的方法,我想,本片教会了我这些方法的使用过程。
同时,本片给了中考并没有选择学习生物的我极大的学习兴趣,我看到了生物学有意思的研究过程和对人类社会的贡献。
第三,本片给了学习历史的我一些关于社会和人类发展的启示:其实细菌在面对抗生素(天敌)时的不断进化和发展以及面对其它细菌时的弱肉强食就如人类的进化,面对古代地面猛兽,弱小的猿人爬上了树,它们的手脚变得灵活,最终学会使用工具;面对冰川时代的极寒,古人学会了制造毛皮大衣,并长得更加强壮;面对文明间的冲突,不同的文明有了不同的发展方式,最终都获得了社会发展和进步。所谓“生于忧患,死于安乐”,人类社会就如细菌进化,现代社会就是这样建立起来的,而细菌的进化不过就是人类发展的快速剪影,是值得思考的。
同时,就像纪录片结尾所说,我们不能,也没有必要彻底消灭超级细菌。我们只需永远超它们一步,不让它们威胁我们就好,这样不断竞争不断研究,人类才能发展。 本文版权归作者Gaiseric所有,任何形式转载请联系作者。

强力抗药性「噩梦细菌」来袭!未发病民众也具有传染能力

老人痴呆者变智慧!自行穿衣不困难注射免疫助剂于肿瘤 成功清除癌细胞日本新技术!2分钟即可筛检出癌症血小板竟与癌症转移相关?也许您已经听闻过抗生素抗药性,但有些时候很难强调抗药性问题的重要性,特别是当它感觉与己无关时,更像是一个遥远的问题。根据美国疾病预防中心的数据,美国每年有超过两百万人受到具有抗药性的细菌所感染,而且每年有超过至少23,000人死亡。而在全球范围内,每年约有70万人死于细菌感染。有报告表明,如果细菌抗药性的问题不解决,到2050年时,每年可能会有一千万人死于超级细菌感染。

大量使用抗生素改变细菌生态 反倒危及人类性命

在人类对抗细菌的漫长历史中,人类开发出各式各样的抗生素,例如百年前科学家弗莱明发现青霉素,使得医疗水准大幅提升,并且提升了人类感染疾病的痊愈率。但抗生素尽管被大幅用在各式各样的抗生素,并且用在各种疾病感染的治疗与预防。然而大量使用抗生素也改变了细菌的生态,细菌开始演化出各种生存方式最后成为具有抗药性的细菌,乃至能在抗生素的大伞下持续的繁衍生存。

细菌的抗药性机制是由抗药性基因所控制。这些抗药基因有些是细菌先天就有的,有些也可以经由质体 (pla *** id) 或跳跃子 (transposon) 将抗药性传递给其他细菌。由于在抗生素环境中,物竞天择会将孱弱的细菌淘汰,残留的就是能抵抗抗生素具有抗药性的细菌。这也是为什么抗生素反而会造成抗药性细菌越来越多的机制,尤其在抗生素大量使用的地区,抗药性细菌更为活跃的主要原因。随着全球使用抗生素的剂量越来越惊人,细菌的抗药性更为强大,造成每年全美一年就有200万人感染抗药性细菌,更有2万3000人因此丧生。,全球每年有超过50万人死于抗药性细菌感染。

超级细菌能传播抗药性 可借由未发病的民众迅速传播

美国疾病控制和预防中心(CDC)一项去年执行的研究报告显示,去年全美就有27个州发现221例具有罕见抗药性的「噩梦细菌」(又称超级细菌),这种恶梦细菌能够把抗药性传播给其他细菌,可借由未发病的民众而迅速传播。美国疾病管制局2017年1月到9月从全美的医院取得5776个抗药性细菌样本,研究人员发现样本中有四分之一的抗药性细菌难以消灭,其中的221个样本更是「极为罕见的不寻常病菌」这类病菌是几乎对所有抗生素都具有抗药性基因的病菌,广泛散布于全米国27个州,被研究人员形容为「噩梦细菌」(nigare bacteria)。

被感染者无症状但具感染力 防不胜防

这种噩梦细菌具有最完美的抗药性,不仅具有异常强大的抗药性,还能将自身的抗药性分享给其他细菌,根据统计接触到噩梦细菌的患者有 11%尽管被感染但不会出现症状,不过仍然具有传染能力,有效地成为疾病的沉默载体。不但自己拥有异常的抗药性,甚至还能将这能力分给其他细菌,让它们同时产生抗药性,已知有221个样本出现上述情况;据统计,接触带有「噩梦」患者的人,有11%也会被感染,这些被感染的人不会出现症状,但也具有传染能力,令人难以防范。现今几乎所有药物都会产生抗药性,对老年人和慢性疾病患者的致死率尤其来得高,,CDC副主任安妮舒克特(Anne Schuchat)指出,致死率恐高达50%,每年约2万3千人因感染拥有抗药性的细菌而不治。目前感染恶梦细菌的患者没有有效的治疗方式,只能倚靠维生机器与输送液体等支持性方式来治疗与提高生存率,但是目前许多研究团队都在努力开发更有效的抗生素,也期待能在没有抗生素的情况下遏止病情恶化。

噩梦细菌无药可治 ?

但其实 2016 年时美国发现首宗携有「MCR-1」的大肠杆菌感染案例,这种大肠杆菌因为对粘杆菌素 (colistin) 具有抗药性,而粘杆菌素是医学界所谓的「最后手段药物」(last-resort drug),药物本身的毒性会影响肾脏,只当其他药物都无效时医学界才会采用这种药物。因而 MCR-1 也被称为噩梦超级细菌。但该案例发现时并没有如媒体描述如此耸动,因为现在的「最后手段药物」不只一种,而且在1991年,就曾经发现一种对「最后手段药物」有抗药性的细菌在医院爆发。在2009和2011年都有类似案例,但这些爆发最终都被弭平,显见医生仍可以使用不同的最后手段药物,去杀死各种抗药性超级恶菌。

疯狂科学家为了永生,给自己注射350万年前的细菌,现在怎样?

地球上大部分生物的生命周期从几天到几十年、几百年不等。例如,蜉蝣的生命仅为一天,格陵兰鲨鱼的寿命可达400年,一个人的生命最长也不过百余年。

在浩瀚无垠的宇宙中,人的生命显得渺小且短暂,很多人进而寻求永生的秘诀。在秦代,秦始皇为追求长生不老,延长寿命,曾派方士徐福出海去寻求长生不老药,最后不知所踪。神话传说里,后羿的妻子嫦娥为求得长生不老,偷偷服下不死药而奔月。

布鲁奇科夫博士认为,芽孢杆菌F有一种机制可以让它们在永冻土中存活很长时间,同样的机制也许可以用来延长人类的寿命,甚至让人长生不老。鉴于此,布鲁奇科夫博士给自己注射了芽孢杆菌F,看看会发生什。

布鲁奇科夫博士表示,他感觉比以前更健康,也不像以前那么累了。而且在注射芽孢杆菌F两年之后,他都没有得过流感。布鲁奇科夫博士认为,这可能与他注入体内的古老细菌有关,当然也可能与之无关,他能否永生目前不清楚。布鲁奇科夫博士仍然不知道芽孢杆菌F的长生机制是什么,也不清楚这种细菌是否对人体有益。

通常来说,普通的水母在有性生殖后最后会死亡。灯塔水母却十分任性,在生殖后可以返回到水螅型,也就是未发育成熟的幼体状态,此技能堪称是自然界的“返老还童”之术。

其实,地球上还有另一种长期存在的生命。在西伯利亚的永冻土冰芯中,科学家们发现了一种称为阔口罐病毒的巨型病毒。这种病毒来自3万年前,当该病毒被解冻后,它们还能成功复活过来。所以,阔口罐病毒在永冻土内其实是处于长期休眠状态的。

除了芽孢杆菌F之外,人们还发现了长生的病毒,例如,科学家在西伯利亚永冻土中发现了存活3万年的阔口罐病毒。由此可见,地球上的一些生物可以存活很长的时间,它们可以通过某种机制来保护自己,但我们人类的细胞无法保护自己免受伤害。如果能找到防止衰老和损害的机制,并用它们来对抗衰老,人类的寿命就能进一步延长。

目前的研究表明,随着人类细胞的不断分裂,DNA端粒的长度会变得越来越短,从而导致细胞不可逆转地老化。当DNA的端粒消耗完时,细胞将会随之死去。

350万年前的芽孢杆菌F被提取解冻后,成功复活了。相比较阔口罐病毒,芽孢杆菌F的存在时间更久远,这引起了布鲁奇科夫博士的好奇,并希望借此找到长寿的秘密。布鲁奇科夫博士通过实验发现,芽孢杆菌F有特殊功能,把该细菌注射到年老的雌性老鼠体内,雌性老鼠奇迹般地重新获得了生殖能力。

实验表明,芽孢杆菌F不仅可以增强疫系统,还可以刺激受试动物的发育和生长,将该细菌运用在人类白细胞和红细胞实验中也十分理想。布鲁奇科夫博士推测,芽孢杆菌F内存在某种机制,而这种机制可以让芽孢杆菌F长期休眠于永冻土内。

布鲁奇科夫博士表示,这种相同的机制或许是人类是否可以延长寿命的关键,甚至有可能让人类从而获得永生。布鲁奇科夫博士想要看看,如果往人类身上注射芽孢杆菌F,那会发生什么?

于是,布鲁奇科夫博士往自己体内注射了芽孢杆菌F。之后,布鲁奇科夫博士感觉到自己的免疫系统明显增强,比如,他感觉自己相比较以前更健康了,也不再像从前那样感到累。在注射了芽孢杆菌F后的两年里,他都未曾得过流感。布鲁奇科夫博士认为这些变化是否和自己注射了芽孢杆菌F有关,他尚不清楚。

为了找出其中哪些蛋白质保护基因结构不被破坏,哪些基因可以使芽孢杆菌F变得长寿,布鲁奇科夫博士还对芽孢杆菌F的基因进行测序。但该项实验困难重重,芽孢杆菌F内的长生机制仍是一个未解之谜,是否可以帮助人们延长寿命也未可知,还有待一步研究的确认。

科莫多龙的天敌是什么?

科莫多龙的天敌是人类。

人们曾为得到科摩多巨蜥坚硬而厚实的皮而将其捕杀,或是将它抓到动物园去展览。使得科莫多巨蜥只剩下不超过3000条,是世界上最珍贵的动物之一,属印尼国家保护动物和自然保护联盟的易危物种。在科莫多岛上的国家公园里,它们已被保护起来。1991年,科摩多国家公园被登录为世界遗产。

科莫多巨蜥的进化发展始于大约4千万年前发源于亚洲的巨蜥属,并迁移到澳大利亚,在那里演变成岛屿巨型化,这得益于缺乏竞争性胎盘食肉动物。大约一千五百万年前,澳大利亚与东南亚之间的碰撞使这些更大的蜥蜴类物种重新回到如今的印度尼西亚群岛,将其范围扩大到东帝汶岛东部。

相关资料

美国科学家发现,生活在印度尼西亚科莫多群岛的巨型蜥蜴的血液或可用于提取抗生素,对抗两种“超级细菌”。

科莫多巨蜥的口腔里有80多种细菌,其中某些种类甚至会引发血液中毒或脓血症,但这种爬行动物似乎对这些细菌免疫,无一患病。

这启发了美国梅森大学的科学家。他们利用科莫多巨蜥血液分子制成一种名为DRGN-1的合成缩氨酸。

科学家给伤口感染的小鼠使用具有抗菌性的DRGN-1,发现对付绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌效果显著。

以上内容参考?-科莫多巨蜥

以上内容参考? 人民网-科莫多巨蜥血可对抗“超级细菌”

本文地址:http://www.dadaojiayuan.com/jiankang/110587.html.

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