细菌有一个免疫系统，可以保护它们免受称为噬菌体的病毒的侵害。来自蒂宾根大学和维尔茨堡大学的一个研究小组现在已经展示了这种免疫系统如何增强特定抗生素对抗霍乱病原体霍乱弧菌的效果。免疫系统是这种细菌对已知最古老的抗生素之一——抗叶酸剂特别敏感的原因。该团队的研究结果发表在最新一期的《自然微生物学》杂志上。
霍乱弧菌在世界范围内引起严重的霍乱疫情，并在许多发展中国家流行。其免疫系统由多种分子防御系统组成，可保护细菌免受各种噬菌体的攻击。这些防御系统之一称为 CBASS(基于环状寡核苷酸的抗噬菌体信号系统)。当霍乱弧菌受到噬菌体攻击时，CBASS 就会被激活，导致受感染的细菌自我毁灭，从而防止细菌群的进一步感染。Ana Brochado 教授领导的研究小组现在表明，即使在没有噬菌体的情况下，抗叶酸抗生素也能激活 CBASS 防御系统。因此，激活的 CBASS 增强了抗生素的作用并导致霍乱弧菌的细胞死亡。“与自身免疫性疾病一样，细菌会因其自身的免疫反应而受到损害，”该研究的第一作者 Susanne Brenzinger 博士说。
Ana Brochado 教授的研究团队正在利用高通量筛选(一种测试数千种物质对细菌影响的自动化方法)结合计算分析来研究抗生素的效果。这种方法使得 CBASS 和抗生素之间的相互作用得以发现。“抗叶酸剂是市场上最早的抗生素之一;它们抑制叶酸的合成，而叶酸是 DNA 的组成部分。我们的研究结果表明，在抗叶酸剂推出九十多年后，我们仍然不完全了解其作用模式。令人惊讶的是，细菌免疫系统改变了它们的作用，”正在图宾根卓越集群“控制微生物对抗感染”(CMFI)研究抗生素系统生物学的布罗查多教授说。
布罗查多教授补充道：“我们对抗生素的作用方式了解得越多，我们就能更好地使用它们。这将帮助我们决定是单独使用它们，还是与其他抗生素联合使用，甚至与噬菌体疗法同时使用——而不是不仅可以治疗霍乱，还可以对抗其他细菌感染。适当、有效地使用抗生素对于防止抗生素耐药性的进一步发展至关重要。”
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