使超級(jí)惡菌變得更致命的武器
最近一項(xiàng)由香港城市大學(xué)（城大）科學(xué)家?guī)ьI(lǐng)的研究發(fā)現(xiàn)，一種易於傳播的脫氧核糖核酸（DNA）分子能令一種高耐藥性的致命性新型超級(jí)細(xì)菌，於短時(shí)間內(nèi)變得高毒力，對(duì)人類(lèi)健康構(gòu)成前所未有的威脅。
肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae）是一種能引起嚴(yán)重感染的主要細(xì)菌病原體，尤其威脅缺乏免疫力的病人，而且容易於新生嬰兒深切治療部等醫(yī)療設(shè)施中傳播。肺炎克雷伯菌是克雷伯氏菌屬的其中一種，而克雷伯氏菌屬因?yàn)閷?duì)多種抗生素有耐藥性，所以被世界衛(wèi)生組織歸類(lèi)為三種極為有迫切需要研發(fā)新型抗生素對(duì)付的「重點(diǎn)病原體」之一。*
2017年，當(dāng)時(shí)於香港理工大學(xué)任職的陳聲教授帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)和浙江大學(xué)研究人員合作，發(fā)現(xiàn)了肺炎克雷伯菌的一種新菌株。這種新菌株不單對(duì)常用以治療嚴(yán)重及高危細(xì)菌感染的高效抗生素碳青霉烯（carbapenem）呈耐藥性，還具高毒力，而且高度容易傳播。他們的研究結(jié)果當(dāng)時(shí)發(fā)表在科學(xué)期刊《刺針傳染病》上。 （DOI: 10.1016/s1473-3099(17)30489-9）
未解的謎團(tuán)：惡菌變得致命的成因
「不過(guò)，我們不知道這種超級(jí)細(xì)菌是怎樣形成的。」現(xiàn)時(shí)於香港城市大學(xué)擔(dān)任傳染病及公共衞生學(xué)系署理系主任的陳聲教授說(shuō)。
為解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，陳教授和他的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)研究此高毒力的肺炎克雷伯菌新菌株。
最近，研究團(tuán)隊(duì)由一個(gè)來(lái)自內(nèi)地醫(yī)院的病人身上，分離出一組對(duì)碳青霉烯類(lèi)抗生素呈耐藥性的肺炎克雷伯菌的菌株。他們進(jìn)行系統(tǒng)進(jìn)化分析後發(fā)現(xiàn)，該菌株其實(shí)屬於變棲克雷伯菌（Klebsiella variicola）的一種。陳教授說(shuō)：「變棲克雷伯菌由臨床樣本中分離出來(lái)是罕見(jiàn)的，它們通常存活於病人的呼吸和消化道，而不會(huì)引發(fā)典型的細(xì)菌感染徵狀。」
關(guān)鍵就在質(zhì)粒
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)此變棲克雷伯菌菌株原來(lái)帶有一種新的質(zhì)粒，即是呈環(huán)狀的DNA分子。這種質(zhì)粒藏有在高毒力肺炎克雷伯菌菌株內(nèi)常見(jiàn)的毒力質(zhì)粒的主要基因，令這種變棲克雷伯菌變得高毒力，成為更危險(xiǎn)的惡菌。
在實(shí)驗(yàn)中，感染帶有此質(zhì)粒的耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌的小鼠全部死亡，死亡率與高毒力對(duì)照菌株相若。相反，感染沒(méi)有此質(zhì)粒但同樣是耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌的小鼠，則全數(shù)生存。
從圖a（細(xì)菌劑量較高）可見(jiàn)，小鼠感染15WZ-82菌株120小時(shí)後死亡率達(dá)80%，感染HvKP4的小鼠則96小時(shí)後全部死亡，顯示變棲克雷伯菌15WZ-82的毒力雖然低於HvKP4，但遠(yuǎn)高於典型的ST11耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌14WZ-24。
從圖b（細(xì)菌劑量較低）可見(jiàn)，感染帶有質(zhì)粒的典型ST11耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌14WZ-24-TC1的小鼠於120小時(shí)後便全部死亡，死亡率僅次於高毒力對(duì)照的HvKP1088，而且遠(yuǎn)高於另一高毒力對(duì)照的HvKP4。相反，感染14WZ-24、即沒(méi)有此質(zhì)粒但同樣是耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌的小鼠，則全數(shù)生存。
圖片來(lái)源: 《自然 – 微生物學(xué)》（DOI: 10.1038/s41564-019-0566-7）
揭開(kāi)超級(jí)惡菌的秘密
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)後又發(fā)現(xiàn)，此新質(zhì)粒可以由一種細(xì)菌轉(zhuǎn)移到另一種細(xì)菌。獲得這種毒力質(zhì)粒的耐碳青霉烯類(lèi)肺炎克雷伯菌菌株，細(xì)菌毒力水平會(huì)顯著提升，令它既對(duì)碳青霉烯類(lèi)抗生素呈耐藥性，亦變得高毒力。
新的研究結(jié)果已經(jīng)於9月底發(fā)表在科學(xué)期刊《自然 – 微生物學(xué)》（DOI: 10.1038/s41564-019-0566-7）上。
陳教授說(shuō)：「這個(gè)研究的意義在於我們發(fā)現(xiàn)了新的接合質(zhì)粒，或許可以解釋我們2017年發(fā)現(xiàn)的新型超級(jí)細(xì)菌是怎樣形成的。這個(gè)接合質(zhì)粒可以急速地將正常的肺炎克雷伯菌株變成高毒力的肺炎克雷伯菌，意味著這種足以造成人類(lèi)致命感染的高毒力肺炎克雷伯菌，可能會(huì)因?yàn)檫@接合質(zhì)粒於臨床上的肺炎克雷伯菌菌株之間傳播而變得流行，為病人的健康帶來(lái)更大的威脅。」
陳教授表示，根據(jù)這項(xiàng)研究以及他們實(shí)驗(yàn)室的更多資料，可以預(yù)測(cè)存在多種不同的可接合的毒力質(zhì)粒。他們研究團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)研究臨床上不同的肺炎克雷伯菌菌株，以發(fā)現(xiàn)不同類(lèi)型的可接合的毒力質(zhì)粒。
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