Nature子刊:深入分析医院环境微生物组,揭示隐藏的致病菌和抗生素耐药性

Nature Medicine [IF:36.13]
① 对医院内179个位置多次采样;② 宏基因组测序和3个量化指数分析表明,医院环境微生物组存在2个生态位,有不同的物种(如:成生物膜细菌vs人类菌群相关细菌)和耐药基因(ARG)特征;③ 经富集培养+二三代混合测序,组装出上千细菌、噬菌体及质粒的高质量基因草图,>60%为未知序列,并分析了ARG基因盒的多样性和动态变化;④ 对比其他临床样本发现,医院中的一些致病菌株在全球均有分布,某些多重耐药菌株可能在院内存在长达8年之久。
【主编推荐语】院内感染是全球医疗系统共同面临的挑战,尽管消毒是控制感染的关键,但我们对医院环境微生物的定殖分布和抗生素耐药性情况,仍缺乏了解。《Nature Medicine》最新发表了来自新加坡基因组研究院Niranjan Nagarajan团队主导的研究,李陈浩博士为并列第一作者。该研究对新加坡一家医院45张床位相关的179个位置进行多时间点的重复采样,通过深度鸟枪法宏基因组测序、富集培养结合二三代测序等方法,首次深入刻画了医院中的微生物组、病原体和抗生素耐药基因及相关可移动元件的时空分布和动态变化,表明一些多重耐药致病菌株可在医院内广泛传播并稳定长期留存,从而伺机造成院内感染。这些发现为未来进一步研究如何预防院内感染提供了宝贵信息。(@mildbreeze)
Cartography of opportunistic pathogens and antibiotic resistance genes in a tertiary hospital environment
2020-06-08, doi:10.1038/s41591-020-0894-4
延伸阅读: 【Nature Medicine】

Cell:双重作用机制的新型广谱抗生素

Cell [IF:38.637]
① 从小分子库中筛选到SCH-79797,它是一种广谱杀菌抗生素,且未发现细菌产生耐药性;② 作用机理上,它竞争性抑制二氢叶酸还原酶来靶向叶酸代谢,还会破坏细菌膜完整性(包括膜电位和渗透屏障);③ 这种双重靶向作用具有协同性,与联用同样机制的单一靶点的抗生素相比,SCH-79797能更有效的杀死耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌持留菌;④ 基于SCH-79797分子核心开发效力更强的衍生物Irresistin-16,能有效清除小鼠淋球菌感染。
【主编推荐语】面对抗生素耐药性的威胁,人们急需新型开发新型抗生素。《Cell》近期发表的一项研究,报道了一种具有双重作用机制的新型广谱抗生素,对革兰氏阳性和阴性菌均有强力杀灭作用,且不易产生耐药性。这种在单一化学分子骨架上集成多重抗菌机制的思路,或为未来的抗生素研发带来新启示。(@mildbreeze)
A Dual-Mechanism Antibiotic Kills Gram-Negative Bacteria and Avoids Drug Resistance
2020-06-03, doi:10.1016/j.cell.2020.05.005

Science:抗菌肽的特性及其应用的进化(综述)

Science [IF:41.845]
① 抗菌肽(AMPs)是多细胞生物免疫防御的重要组成部分,目前正作为抗感染药物开发;② 传统观点认为AMPs具有广谱活性和简单的动力学,但最近证据表明,AMPs具有意想不到的特异性和高协同能力;③ 通过对AMP基因的分子进化和群体遗传学的深入研究,揭示了其多态性的自适应维持和活性的自适应丧失;④ AMPs有降低目标微生物耐药性进化的特性,可互相之间或与抗生素协同作用;⑤ 在临床转化前要了解其自然生物学,以提高疗效、减少副作用和避免耐药性。
【主编推荐语】抗菌肽(AMPs)是一类具有抗菌、抗病毒和抗真菌活性的小蛋白,有抗感染作用,是潜在的抗生素替代物。AMPs多样性和有效性使其成为临床应用的值得期待的候选药物,部分研究已经进入临床试验阶段。Science近期发表了一篇综述文章,系统介绍了AMPs的自然生物学和进化,药效学和多种协同作用有降低细菌耐药性进化的可能,对其自然生物学特性和进化过程的的了解有利于抗菌肽在医学和农学等方面的应用转化,避免重蹈抗生素耐药危机的覆辙。(@迟卉)
Antimicrobial peptides: Application informed by evolution
2020-05-01, doi:10.1126/science.aau5480

Cell子刊:感受态抑制剂阻止抗性基因传播

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 对1366种药物进行筛选,鉴定出46种肺炎链球菌(Sp)感受态抑制剂(COM-blockers),并以代表性的三氯生(TCL)、匹莫齐特(PIM)和盐酸氯胍(PROG)进行机制研究;② COM-blockers通过干扰质子动力(PMF)阻断感受态刺激因子(CSP)外排;③ COM-blockers通过抑制多重耐药菌的感受态防止转化和基因水平转移(HGT),且在感染小鼠模型中减少Sp的HGT;④ 强化感受态形成途径无法抵消COM-blockers的抑制作用,该抑制作用可长期维持。
【主编推荐语】抗生素耐药性感染是全球公共卫生的主要威胁。某些用于治疗肺炎链球菌(Sp)感染的抗生素可促进其感受态形成和外源DNA摄取,从而加大了其成为多药耐药株的风险,因此亟需开发新的方法防止耐药性扩散。发表在Cell Host & Microbe的一项研究鉴定了一系列Sp感受态抑制剂,通过抑制细菌质子动力防止其感受态形成进而减少水平基因转移。研究表明,该作用方式与抗生素不同,细菌无法通过突变获得对感受态抑制剂的抗性。该研究为防止毒力因子和抗性基因的传播提供了新的策略。(@EADGBE)
Proton Motive Force Disruptors Block Bacterial Competence and Horizontal Gene Transfer
2020-03-03, doi:10.1016/j.chom.2020.02.002

Cell:让细菌不用获得耐药基因也能具有耐药性的新机制

Cell [IF:38.637]
① ComM是细菌自然转化(NT)过程中发生DNA整合的标志物,使用ComM荧光标记可在霍乱弧菌中表征NT期间DNA同源重组的时空动态;② 外源的转化DNA(tDNA)被细菌摄入后,能以单链DNA的形式有效整合到细菌基因组中;③ 产生的异源双链体在染色体复制后分离,并在细菌分裂前迅速表达整合的tDNA产物;④ 这使得尽管两个子细胞中只有一个继承了整合的DNA,但另一个也继承了其蛋白产物;⑤ 该机制可促进霍乱弧菌和肺炎链球菌发生抗生素耐药性的表型遗传。
【主编推荐语】自然转化(NT)是微生物中发生水平基因转移的主要机制,能促进抗生素耐药性和毒力因子的传播。《Cell》发表的这项研究,揭示了细菌在NT期间发生同源重组的时间和空间动态变化,说明除了直接获得新的DNA序列,NT还能促进一种不依赖于遗传物质传递的表型遗传,这些为揭示抗生素耐药性传播提供了新启示。(@mildbreeze)
Spatiotemporal Analysis of DNA Integration during Natural Transformation Reveals a Mode of Nongenetic Inheritance in Bacteria
2019-12-12, doi:10.1016/j.cell.2019.11.021
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怎样分析微生物组的可移动基因组(综述)

Trends in Microbiology [IF:13.546]
① 可移动基因组是微生物组中所有的可移动遗传元件(MGE),能在微生物间进行水平基因转移,影响抗生素耐药基因和毒力因子的传播以及群落组成;② MGE研究中,靶向性宏基因组学需在测序前进行MGE提取,而全宏基因组测序方法有巨大潜力,但目前仍有技术局限;③ SMRT测序和邻近连接(Hi-C)方法,以及CRISPR间隔子识别等生信方法,可预测MGE的微生物宿主;④ 联用短读和长读测序以及生信工具进行全宏基因组分析,可全面表征MGE及其微生物宿主。
【主编推荐语】可移动遗传元件(MGE)主要包括质粒、转座因子和噬菌体等,可影响由选择压力驱动的微生物群落组成及其与宿主的关系,参与耐药基因和毒力因子的传播。MGE在微生物组研究中正在受到越来越多的关注。《Trends in Microbiology》近期发表的综述文章,重点阐述了不同宏基因组学方法在MGE研究中的优势和局限性,探讨了其中的测序和生信分析方法的应用,值得专业人士参考。(@mildbreeze)
Probing the mobilome: Discoveries in the dynamic microbiome
2020-05-10, doi:10.1016/j.tim.2020.05.003
肠道菌群改变促进多发性骨髓瘤?湘雅团队揭示部分机制
本期话题:多发性骨髓瘤,大肠癌,TGF-β,肌肉脂肪沉积,炎症,二甲双胍,胃癌,药物临床,饮食,镉
2020-06-08
糖尿病人怎么吃?最新研究带来更多启发
本期话题:2型糖尿病,全谷物,食品加工,饮酒,多酚,豆类,白藜芦醇,肥胖,灵芝孢子油,IBD
2020-06-07
肠道菌群如何参与血糖调控?3项研究更新认知
本期话题:血糖调控,LPS,肠内分泌细胞,胆汁酸,肥胖,酒精性脂肪肝,地中海饮食,心血管,LDL
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今日《细胞》:睡眠太少促早死,“致命伤”或在肠道?
本期话题:睡眠,ROS,宿主-菌群互作,免疫疾病,粘膜免疫,真菌,肠道病毒感染,熊猫,动物模型,体重
2020-06-05
NC刊出发酵配方奶粉RCT,结果不俗
本期话题:菌群-药物互作,化疗应答,婴儿菌群,奶粉,非洲人,寄生虫,HIV,TMAO,中风
2020-06-04
肠脑轴热度不减,国内外9篇论文话突破
本期话题:肠-脑轴,抑郁症,色氨酸代谢,芳香烃受体,帕金森,自闭症,亚砷酸盐,高脂饮食,痴呆
2020-06-03
新冠病毒如何活跃于胃肠道?4项研究探索感染机制
本期话题:新冠,防御素,肠道感染,性别差异,肠屏障,粘膜免疫,沙门氏菌,鞭毛蛋白,维生素A
2020-06-02
5月,最值得看的30篇菌群与肠道健康文献!
本期话题:2020年5月,根据“热心肠因子”计算的30篇必读文献。
2020-06-01
益生元之外:植物/杂粮的其他成分如何发挥有益作用?
本期话题:益生元,植物化学物质,杂粮,菊粉,果聚糖,鱼油,饮食限制,蛋白质补充剂,发酵乳制品
2020-05-31
迈向临床:9项粪菌移植和益生菌重要研究进展
本期话题:粪菌移植,败血症,脂肪肝,IBS,依从性,益生菌,急性胃肠炎,术后认知障碍,TMAO,鼻炎
2020-05-30