对囊性纤维化患者的相同致病菌的治疗，在其肺部的一个区域可能有效，但在其他区域可能并非如此。近日刊登于《细胞宿主和微生物》期刊上的一项研究指出，细菌在患者肺部的不同区域被分隔开来，并进化出不同的区域特异性。研究人员发现了细菌营养需求量、宿主防御和抗菌素耐药性等方面的差异。这些结果暗示，其他慢性感染也可能产生类似的细菌多样性。

为了弄清慢性细菌如何在抗菌素和免疫系统的双重压力下仍持续存在，美国华盛顿大学医学院的研究人员解剖了通过肺移植术从囊性纤维化患者身上移除的肺，并从不同的肺部区域收集了数千个假单胞菌样本。该研究小组发现，虽然所有的假单胞菌都是一个单一菌株的后代，但每个肺部区域包含了大量功能各异的“亲属”假单胞菌。

“让我们感到惊讶的是，寄居在不同肺部区域的细菌在抗菌素耐药性和毒性方面的差别非常大。”该研究负责人Peter Jorth说，“这些差异将影响患者健康。”

研究人员分析了这种细菌的遗传代码，DNA序列显示，这些差异的出现是由于细菌细胞被孤立在肺部的不同区域，然后发生局部进化，就像达尔文发现的加拉帕戈斯群岛雀鸟的进化。

DNA序列还表明，细菌经过数年甚至数十年进化出的这些特点，可能持续存在于细菌寄居的不同肺部区域，并能提供有关过去条件和治疗的“记忆”，以帮助假单胞菌更强壮。

“即便当单一菌株引发慢性感染时，人类器官进化也能产生不同的相关细菌家族。”参与该研究的Pradeep Singh说，“这可能是让治疗十分困难的部分原因，当对一类压力敏感的细菌被杀死后，功能不同的兄弟细菌就占据了它们的地盘。”

下一步，研究人员将利用他们对细菌如何在感染中变化的理解，找到攻击不同细菌混合物的新方法，以提高疗效。

来源：中国科学报

供稿：公共卫生处