科學家揭曉抗生素難以根除特定感染之謎

抗生素失效主因竟是營養匱乏細菌，而非頑強「持留菌」，這讓感染治療難上加難。即時分析顯示，抗生素研究方向或將轉變。

抗生素對於治療細菌感染至關重要，但有時即便細菌未產生抗藥性，治療仍會失敗。巴塞爾大學研究人員近期發表於《自然》期刊的一項研究，挑戰了長期以來認為抗生素治療失敗主要源於一小群極具韌性細菌的觀點。

在某些細菌感染中，抗生素的效果不如預期。以沙門氏菌感染為例，它可能引發傷寒等疾病。多年來，科學家一直認為，一群處於休眠狀態的細菌——所謂的「持留菌」，是治療成功的主要障礙。這些細菌能在抗生素作用下存活，稍後還會引發復發。為此，全球研究人員一直在研發針對並消滅這些休眠細菌的新療法。

在一項新研究中，巴塞爾大學生物中心的德克·布曼教授團隊挑戰了「持留菌導致抗生素無效」這一主流觀念。與普遍看法相反，抗生素失效並非源於一小部分持留菌。布曼解釋道，事實上，感染組織中的大多數沙門氏菌都難以殺滅。「我們已經證明，標準的抗菌清除實驗室測試會產生誤導性結果，給人一種存在一小群特別頑強持留菌的錯覺。」

研究人員在感染沙門氏菌的小鼠和模擬組織的實驗室模型中研究了抗菌清除情況。人體對抗細菌的防禦機制通常包括減少營養物質的供應。研究人員發現，事實上，這種營養匱乏才是沙門氏菌在抗生素治療下存活的主要原因。他們推測，這同樣適用於其他細菌病原體。

布曼表示：「在營養稀缺的情況下，細菌生長非常緩慢。乍一看這似乎是好事，但實際上是個問題，因為大多數抗生素只能逐漸殺死生長緩慢的細菌。結果就是，藥物效果大打折扣，即使長期治療後仍可能復發。」

科學家們採用了一種創新方法，即時監測單個細菌中的抗生素作用。該研究第一作者約瑟夫·法努斯博士稱：「我們證明，在長時間的抗生素治療中，幾乎整個沙門氏菌群體都能存活，而不只是一小部分超級頑強的持留菌。」

法努斯解釋說，全球數十年來使用的標準方法存在一個重大問題，即它們對細菌存活情況的測量是間接且延遲的，從而導致結果失真。「傳統測試低估了存活細菌的數量，還錯誤地暗示存在實際上並不存在的超級頑強持留菌亞群。這種誤解影響了研究多年。」

這些發現可能從根本上改變抗生素研究方向。布曼強調：「我們的研究強調了在生理相關條件下實時研究細菌行為和抗生素效果的重要性。希望在未來幾年，即時單細胞分析等現代方法能成為標準。將研究重點從持留菌轉向營養匱乏的影響，是尋求更有效治療難治感染的重要一步。」

參考文獻：《沙門氏菌壓力和持留菌對抗生素清除的有限影響》，作者約瑟夫·法努斯、比阿特麗斯·克勞迪、維什瓦奇·特里帕蒂、李佳貴、弗雷德裡克·古爾馬赫蒂和德克·布曼，2025年2月5日，《自然》。DOI: 10.1038/s41586 - 024 - 08506 - 6 。該專案是國家研究能力中心（NCCR）抗抗藥性專案的一部分。該研究聯盟旨在開發對抗細菌感染的創新策略。德克·布曼是NCCR抗抗藥性專案的負責人之一。