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狒狒揭示了抗菌素耐药性

2019-04-14 14:14:20 • 来源：

根据一项涉及野生和圈养狒狒的研究，抗生素抗性是肠道微生物群落的一个古老特征，与人类共享栖息地对非人类灵长类动物的肠道微生物群的结构和功能产生了重要影响。该研究发表在mSystems杂志上，是首次提供灵长类抗生素前抗生素的一瞥。

狒狒揭示了抗菌素耐药性

“狒狒的肠道微生物组看起来与人类非常不同，而在狒狒组中，俘虏狒狒的微生物组与野生狒狒的微生物组不同，支持关于圈养和人类接触的某些因素改变微生物组的假设，”主要研究调查员说。 Gautam Dantas，博士，密苏里州圣路易斯华盛顿大学病理学和免疫学教授。“不同生活方式的人类肠道微生物组的成分差异存在梯度，生活在发达国家和城市的人们具有相似的微生物组，然后微生物组看起来越来越不相似，越往你的农业和猎人聚集越来越远这项研究表明，你现在可以将非人类灵长类动物放在相同的梯度上。

通过使用野生与人工非人类灵长类动物作为人类微生物组的模型，研究人员非常清楚地表明，即使没有人类产生的抗生素选择压力，也存在抗生素抗性，并且动物的微生物组在野生种群中看起来非常不同。“一旦你接触到人类和人类的药物，你就会将微生物组的成分转变为工业化的人类状态，并且你会增加抗生素抗性，这告诉我们这是一个很大的风险因素，”丹塔斯博士说。

“很难找到抗生素前抗生素的样子。这就是这项研究的动力，”丹塔斯博士说。了解抗生素对人体微生物组影响的一个主要障碍是从人体中寻找从未接触过抗生素的样本。

该研究是Dantas博士的实验室和一些人类学家之间的合作，该实验室负责微生物学和基因组学工作，还有一些人类学家可以获得野生和圈养的灵长类动物。丹塔斯博士说：“我们非常幸运地得到了不仅仅是样本，还有人类学家的智力贡献。”

研究人员将他们的数据与来自人类和狒狒的已发表的宏基因组数据进行了比较，以检验人类接触与微生物群组成，功能和抗逆转录组相比与“抗生素幼稚”狒狒肠道微生物群相比发生重大变化的假设。利用人类微生物组项目采用的相同基因组测序技术，研究人员分析了赞比亚地区狒狒的粪便样本，其中动物与人类的接触极少，并将其与德克萨斯州西南国家灵长类动物研究中心的圈养狒狒样本进行比较。 。

在对狒狒粪便样本中的DNA进行测序后，研究人员将宏基因组数据绘制到抗性基因数据库中。由于这些数据库偏向于已知的病原体和人类相关样本，研究人员使用了功能宏基因组学，这使他们能够识别已知和新的抗性基因。“我们从狒狒那里取粪便样本，在进行任何测序之前，我们将粪便宏基因组DNA重组克隆到大肠杆菌(E. coli)表达系统中。然后，大肠杆菌文库中的每个克隆都含有一个随机遗传来自狒狒微生物组的片段。我们将这些大肠杆菌文库打开培养皿中含有抗生素的重组体会杀死野生型大肠杆菌，唯一可以存活的重组体是那些表达狒狒微生物组功能抗性基因的重组体，“Dantas博士解释说。

研究人员在野生和圈养狒狒群体的肠道微生物群中发现了功能性抗生素抗性基因，并且在生境和生命途径中显着改变了微生物群结构和抗体组织。其中一些抗性基因从未被描述过。野生狒狒的抗性基因数量最少，低于圈养狒狒，甚至低于人类。比较来自美国，委内瑞拉，意大利和马拉维的狒狒和人类的肠道微生物组，以及最近被确定为相对抗生素天真的坦桑尼亚偏远的Hadza部落，研究人员发现俘虏狒狒的微生物组和抵抗组织最接近于孤立的部落。

在未暴露于人类产生的抗生素的群体中发现抗性基因并不新颖。“抗生素是由土壤细菌生产数亿年的分子。在20世纪30年代和40年代，人类想出了如何生物勘探这些分子并大规模生产它们，这改变了治疗传染病的面貌。然后抗病毒在病原体中开始增加，但在其他细菌中存在耐药性，“Dantas博士说。“我们相信野生狒狒代表抗生素抗性的祖先状态，他们有抗性基因，不是因为他们已经看到任何人类产生的抗生素，而是古老的抗生素抗性基因可能来自与土壤等环境中的微生物交换。“

该研究的一个令人惊讶的发现是，野生狒狒种群富含放线菌，这是一组对消化人类母乳很重要的微生物，通常与人类的婴儿期有关。“当人类孩子过渡到固体食物时，这些细菌就会枯竭，”丹塔斯博士说。“我们非常非常惊讶地发现，即使在成年狒狒种群中，特定类别的野生狒狒也非常丰富。我们目前对此没有很好的解释，但它可能与他们的饮食有关。 “从野生非人灵长类动物中生物勘探这些潜在有益的细菌可能会导致新的益生菌疗法。

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