研究表明细菌如何在囊性纤维化患者的肺部进化

根据本周在美国微生物学会的开放存取期刊《mSystems》上发表的一项研究，这种细菌伯克霍尔德氏菌可进化并适应于在囊性纤维化患者的肺中存活。这项工作被认为是对该微生物进化的首次回顾，表明多伏牛双歧杆菌直接或间接靶向粘附，代谢和细胞“包膜”的改变，以粘附和逃避抗生素。

B. multivorans是最常被分离的伯克霍尔德氏菌物种慢性感染 CF患者的气道的遍及世界各地，在0.68%，美国的总患病率，说研究的高级作者Leonilde M.莫雷拉，博士，在高级研究所助理教授Técnico在葡萄牙里斯本。“但是，我们对细菌定殖和持久性所需的特征以及这种适应所基于的分子机制的理解是有限的。”

为了研究细菌如何适应CF患者，Moreira及其同事通过研究在温哥华诊所20年内从一名女性CF患者中收集的痰液样本，分析了多食双歧杆菌的基因组和功能进化。该患者因与CF相关的呼吸系统疾病而住院一次，但曾多次接受抗生素治疗。

他们测序并分析了从患者身上分离出的22 株多孢杆菌的基因组，并将其结果与患者的病历进行比较以寻找相关性，发现在任何给定时间共存几种不同的细菌谱系，但进化速率不同。一个家庭迅速多元化发展为另外三个家庭。新的谱系主要是通过具有调节/信号作用的基因以及其蛋白质参与脂质，氨基酸和碳水化合物代谢的基因突变而进化而来。在感染过程中，整个人群的遗传变化速率缓慢而稳定，每年约有两个单核苷酸多态性。

证据表明，其中一些基因的突变能够使细菌存活，莫雷拉说：“这些突变与患者的身体状况相对应，因此我们可以看到这些突变不仅是随机的，而且是特定的会影响细菌生理的靶标。”

多食双歧杆菌于1993年首次从患者中分离出来，并定期恢复至2013年。她最初于1989-1993年被金黄色葡萄球菌，流感嗜血杆菌和铜绿假单胞菌感染，随后一段时间将这些微生物与多食双歧杆菌共感染。从1993年至1996年。总体而言，这种演变的特点是出现了强烈的多元化时期，随后是相对稳定的时期。莫雷拉说，多孢杆菌感染中最多样化的时期与患者肺功能的更快恶化有关。

这项工作不仅为伯克霍尔德菌的进化提供了新的思路，而且“这种动态表明，监测这些进化和分子模式可用于设计旨在限制种群多样性和疾病进展的反应性疗法，”莫雷拉说。“总而言之，我们的观察结果表明，在CF肺的长期定居过程中，多伏牛B.种群直接或间接靶向粘附，代谢以及与适应相关的细胞包膜变化。”

Moreira说，由于该研究仅分析了一名患者，因此结果需要重复。她的团队正在继续研究另外10名CF患者中的细菌。

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