在近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》期刊上的一篇文章中，匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員，首次發(fā)現(xiàn)了噬菌體竟是推動(dòng)細(xì)菌快速進(jìn)化的一個(gè)關(guān)鍵。 具體說(shuō)來(lái)是，作為一種能夠?qū)?xì)菌發(fā)起攻擊的微小病毒，它很有可能導(dǎo)致具有抗藥性的“超級(jí)細(xì)菌”的出現(xiàn)。

研究指出，與進(jìn)化微生物學(xué)的主流論調(diào)相反，細(xì)菌菌落的適應(yīng)和多樣化過(guò)程，并不總是從同質(zhì)的克隆種群開(kāi)始的。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，大部分早期適應(yīng)的原因，并不是隨機(jī)的點(diǎn)位突變。

研究資深作者、匹茲堡大學(xué)微生物學(xué)與分子遺傳學(xué)教授 Vaughn Cooper 博士表示：噬菌體會(huì)消滅弱勢(shì)的菌株，從而讓優(yōu)勢(shì)菌株在此期間占據(jù)上風(fēng)。

只要有耐心，觀察者可在幾天內(nèi)追蹤這種進(jìn)化。由于細(xì)菌的生長(zhǎng)速度如此之快，新生菌株甚至能夠在短時(shí)間內(nèi)獲得新特性、或針對(duì)抗菌藥物而產(chǎn)生耐藥性。

遺憾的是，在接診細(xì)菌感染患者的時(shí)候，醫(yī)生們只能像中途入場(chǎng)的電影觀眾那樣，通過(guò)當(dāng)時(shí)的“靜態(tài)快照”，對(duì)病情的發(fā)展有個(gè)一知半解。而無(wú)法通過(guò)倒帶的方式追溯到事件的源頭，來(lái)檢驗(yàn)他們的評(píng)估是否有誤。

新研究表明，細(xì)菌和噬菌體的進(jìn)化，往往是齊頭并進(jìn)的，尤其在細(xì)菌感染的早期階段。這是一個(gè)多層次的過(guò)程，期間噬菌體和細(xì)菌會(huì)上演混亂的舞步，不斷地相互作用和共同進(jìn)化。

實(shí)驗(yàn)期間，科學(xué)家們追蹤了豬皮膚傷口感染中的六種細(xì)菌菌株的基因序列變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，噬菌體在細(xì)菌宿主之間的‘跳躍’是相當(dāng)夸張的。

即使沒(méi)有獲得進(jìn)化優(yōu)勢(shì)的菌株，也會(huì)將噬菌體整合到體內(nèi)。而且大多數(shù)菌株的遺傳物質(zhì)中都整合了不止一種噬菌體，通常情況下每個(gè)細(xì)菌體內(nèi)有兩三個(gè)、甚至四個(gè)噬菌體。

Vaughn Cooper 博士補(bǔ)充道：“新研究為我們揭示了噬菌體與新宿主之間有發(fā)生多大程度的相互作用，此外表征早期細(xì)菌感染的多樣性，有望讓我們重建歷史、并將復(fù)雜的進(jìn)化路徑追溯方法應(yīng)用于臨床診療”。

相信隨著人們對(duì)使用噬菌體治療高耐藥性細(xì)菌感染的興趣與日俱增，未來(lái)我們還將積極探索如何充分利用它們的效力。

關(guān)鍵詞： 超級(jí)細(xì)菌 噬菌體 協(xié)同進(jìn)化 細(xì)菌快速進(jìn)化