研究表明细菌病原体必须在呼吸道定植和产生抗生素耐受性之间取得平衡

想象一下，在不断受到攻击的同时，试图安顿新家。这就是铜绿假单胞菌感染肺部时面临的情况，它无法同时传播并保护自己免受抗生素的侵害。

尽管如此，它仍然是医院内感染的元凶之一，并且因导致长期抗生素耐药性感染而臭名昭著，尤其对患有囊性纤维化、慢性阻塞性肺病或支气管扩张等肺部疾病的人造成损害。

为了在恶劣的条件下生存，铜绿假单胞菌会形成被称为“生物膜”的菌落，即被自产基质包裹的细菌群，这为它们提供了显着的优势，包括免受抗生素的侵害。

但生物膜的形成是有代价的：聚集的细菌也失去了移动、寻找营养和有效传播的能力。对于感染肺部的铜绿假单胞菌来说，这带来了一个困境：它应该扩散到肺部表面还是躲藏起来抵抗抗生素的侵袭?实现适当的平衡可能意味着病原体的生存亡——而破坏这种平衡可能意味着患者的生存亡。

洛桑联邦理工学院全球健康研究所的 Alexandre Persat 团队进行的新研究揭示了铜绿假单胞菌如何根据所面临的环境压力，在形成生物膜以获得抗生素保护与更具移动性的“浮游”状态以扩散和获取营养物质之间切换，从而在感染期间平衡定植和存活。

模拟自然感染环境观察细菌

为了更好地了解铜绿假单胞菌的行为，研究人员在模拟人类肺部的粘液覆盖组织模型上培养这种细菌。这些组织模型被称为“类器官”，是生物工程的前沿。

“然后，我们利用一种名为转座子插入测序 (Tn-seq) 的高通量筛选技术，结合代谢模型和活体成像，研究铜绿假单胞菌如何适应在肺粘膜表面定植并耐受抗生素治疗，”领导这项研究的 Lucas Meirelles 说。