當(dāng)抗生素發(fā)作時細(xì)菌會等待他們的時間

如果一種抗生素不能殺死感染患者的所有細(xì)菌，那么幸存的蟲子可能特別擅長于他們復(fù)活的時機。

萊斯大學(xué)的理論科學(xué)家提出了一種更好的方法來了解如何開出抗生素以殺死每一種細(xì)菌或至少阻止它們產(chǎn)生耐藥性水稻化學(xué)與化學(xué)和生物分子工程教授阿納托利科洛梅斯基認(rèn)為抗生素耐藥性是“21世紀(jì)最嚴(yán)重的問題”。Kolomeisky和博士后研究員Hamid Teimouri進(jìn)行的一項新研究表明，細(xì)菌生長速度的波動可以增加細(xì)菌菌落消失所需的時間，并使其更好地發(fā)揮抗性。

“我們的計算表明這種波動，細(xì)菌很容易做到，可能有助于他們等待時間并嘗試不同的突變，”Kolomeisky說。“我們認(rèn)為這是抗生素耐藥性的**步。”

他們的理論出現(xiàn)在皇家學(xué)會期刊界面。研究人員表明，廣泛用于確定抗生素劑量的細(xì)菌滅絕概率與實際滅絕時間之間沒有相關(guān)性。“世界上濫用抗生素的現(xiàn)象非常多，特別是在這個國家，”Kolomeisky說。“在過去五年中，抗生素處方增加了4%。基本上，當(dāng)人們不需要時會給予大量抗生素。”

研究人員認(rèn)為，通過了解感染菌落的大小以及完全消滅它的平均時間，有朝一日可以開出更準(zhǔn)確的劑量。他們提出了一個初步模型，制藥公司可以從中學(xué)習(xí)如何制定更好的策略來改善感染治療。Kolomeisky說，細(xì)菌種群動態(tài)是這項研究的關(guān)鍵。

“現(xiàn)在，當(dāng)醫(yī)生計算出你應(yīng)該攝入多少抗生素時，他們會平等對待每個人，”他說。“這已經(jīng)是一個巨大的錯誤：他們認(rèn)為你的體內(nèi)有大量的細(xì)菌，并使用一個非常簡單的確定性模型來規(guī)定抗生素的最低濃度。低于這個閾值，他們說你不會治愈，高于它，你將永遠(yuǎn)得到治愈。

“所以每個人每天只能獲得一片藥片，無論你是小孩還是成年人都沒關(guān)系，”他說。Kolomeisky說，這種一刀切的策略并不能解釋細(xì)菌生長速度的波動。當(dāng)平均人口死亡所需的時間時，新模型將這些隨機波動納入其中。

“問題來自抗生素正在發(fā)揮作用，而你來到的地方幾乎沒有細(xì)菌，”他說。“當(dāng)幾乎沒有或者數(shù)字相對較小時，所謂的隨機(隨機)效應(yīng)變得很重要。我們知道只需要10只沙門氏菌或志賀氏菌就可以重新開始感染。”

Kolomeisky說，目前的模型只告訴醫(yī)生一個抗生素治療病人的可能性。

“我們更關(guān)心的是平均治愈時間，而不是概率，”他說。“這將使醫(yī)生更清楚地了解應(yīng)該做些什么。”

這項研究對農(nóng)業(yè)有影響，Kolomeisky說。

“食品供應(yīng)75%的抗生素，”他說。“我們還需要在那里優(yōu)化抗生素活性，以降低抗生素的使用水平。

“這距離實際應(yīng)用還有很長的路要走，但它應(yīng)該給業(yè)界一些關(guān)于下一步該做什么以及如何將其與生化研究相結(jié)合的想法，”Kolomeisky說。“只研究細(xì)菌感染的生化和遺傳部分是不夠的。了解抗生素作用的種群動態(tài)方面可以澄清很多問題。”