土壤和臨床細菌相同的耐藥基因暗示著危險的遺傳武器交易正在加重抗生素耐藥性危機。

來自美國土壤的無害細菌攜帶著與世界各地許多病原體微生物相同的抗生素耐藥基因，這表明我們土壤中的細菌與那些用疾病破壞我們身體的病原菌之間正在進行一場秘密的武器交易。長期以來，人們一直懷疑存在這樣的交易，來自華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Gautam Dantas現(xiàn)在找到了最明確的證據(jù)。“這些基因是100%完全相同的，”他說。

該研究發(fā)布在8月30日的《科學(xué)》（Science）雜志上，證實土壤細菌是耐藥基因的一個重要儲藏室，充當了致病微生物可以利用的盾牌和盔甲的一個古老的儲備庫。這有可能導(dǎo)致了近期多藥耐藥微生物的增長?！澳退幵诃h(huán)境和臨床之間移動成為了一個確定性的而非假定的威脅，”馬克馬斯特大學(xué)微生物學(xué)家Gerry Wright（未參與該研究）說。

Dantas和Wright都曾經(jīng)證實土壤細菌負載了抗生素耐藥基因，與導(dǎo)致臨床耐藥的非常相似。當時認為利用抗生素來飼養(yǎng)牲畜或控制植物細菌為土壤微生物間的耐藥性提供了強大的進化壓力。賦予耐藥性的基因找到了途徑進入到感染人類的微生物中。

但一直以來從土壤轉(zhuǎn)移到到臨床的證據(jù)相當稀少。畢竟Wright證實這些耐藥儲存庫如果不是數(shù)百萬年，也已有數(shù)千年的歷史。直到現(xiàn)在，科學(xué)家們都只記錄了具有相同耐藥基因的自由生活的細菌到臨床病原體的兩個例子。

Dantas現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了更多的具有耐藥基因的土壤細菌與臨床上分離的菌株堿基對與堿基對相匹配。與實驗室成員Kevin Forsberg和Alejandro Reyes一起，他們從來自全美國11個地點土壤的95個培養(yǎng)物中分離出抗生素耐藥細菌。隨后他們從耐藥微生物中抽提出DNA片段，檢測了它們在常見腸道細菌大腸桿菌中給予抗生素耐藥性的能力。以這種方式，研究人員發(fā)現(xiàn)了110種耐藥基因，其中大約一半對科學(xué)界來說是全新的。

其中的7種基因與從前來自各大洲臨床樣本的病原體中找到的完全相同，包括常見的條件致病菌如銅綠假單胞菌和鼠疫耶爾森氏桿菌。這些基因使得細菌能夠耐受五類不同的抗生素，或是通過躲避藥物，泵出藥物，改變它們或是完全破壞它們。

這些結(jié)果清楚地表明土壤細菌正在與它們的臨床相似物進行基因交易。“它強有力地證實了我們在過去4-5年看到的暗示性的數(shù)據(jù)，”英國紐卡斯爾大學(xué)微生物學(xué)家（未參與該研究）David Graham說。

這些轉(zhuǎn)移有可能發(fā)生在近期。五個共享基因兩側(cè)具有在土壤樣本和臨床樣本間相匹配的大量DNA片段。由于細菌累積突變非常地迅速，這樣完美的相似性表明這些序列是新近的交易，還沒有有太多的時間產(chǎn)生分歧。

細菌還可一次交換多種基因。Dantas發(fā)現(xiàn)的7個基因有一些定位在大DNA簇上，兩側(cè)的序列使其更易于在微生物種群間移動。這意味著一種靈敏的細菌可一舉獲得耐受多種不同抗生素的能力。

Dantas謹慎指出盡管他的研究“表明基因流動正在發(fā)生，”它并沒有指明“它發(fā)生的方向”。人類病原體可以自己的方式進入到環(huán)境中與土壤細菌共享它們的基因，或相反地，土壤微生物可能不知何故最終進入了患者體內(nèi)。“在我心中最有可能的情況是耐藥基因正以兩個方向移動，”Dantas說。

一條可能的基因共享路線是在我們腸道中發(fā)揮作用的有益菌，它們有可能充當了耐藥基因的信差，將我們與受污染的食物一起攝取的土壤細菌中的耐藥基因傳遞給了同時間感染我們的病原體。事實上，Dantas鑒別的其中一個基因也被發(fā)現(xiàn)存在于人類腸道細菌中。

“目前從如土壤這樣的位點到是你生病的腸道生物體上沒有一條得到證實的途徑，”Graham說。