食肉細菌只花了35年就變成了一種傳染性恐怖
食肉細菌從無害的有機體變成可怕的傳染病病原體所需的時間只有四次突變，大約35年。這是一個國際研究小組今天在一項研究中宣佈的，外部專家稱這是迄今為止發表的最大的細菌基因組論文。
“其中一種主要蛋白質是阿道夫肉嫩劑中的活性成分。”
儘管它的名字，食肉細菌-鏈球菌的一種-不消耗肉。它所做的是產生蛋白質，分解人類的面板、脂肪和肌肉——這一過程會導致肌肉很快死亡。”休斯頓衛理公會研究所的傳染病專家、今天發表在《美國國家科學院學報》上的這項研究的合著者詹姆斯·穆瑟說：“阿道夫的肉嫩化劑中有一種主要蛋白質是活性成分。隨之而來的疾病，稱為壞死性筋膜炎，是非常困難的治療；雖然抗生素能起作用，但植皮和截肢並不少見。更糟糕的是，如果不進行治療，70%的病例會死於這種疾病。而且這種感染實際上是人類特有的，所以其他動物不會得病。穆瑟說，這些特點使它成為一種特別有趣的動物。
為了找出這種細菌是如何變異的，研究人員分析了3615種以人群為基礎的鏈球菌的基因組。在大多數情況下，這些微生物不會讓人類生病，但有些會導致紅眼、腦膜炎和肺炎。然而，最臭名昭著的鏈球菌株可能是A組鏈球菌——這組鏈球菌往往會導致食肉病的最流行。”“我們需要如此大量的資料，”穆瑟說，“來弄清楚是什麼導致了這種暴徒病原體。”
“有四個關鍵的基因改變。”
一旦研究人員收集了所有的歷史基因組資料，他們就開始建立一個分子鐘，細菌基因組的每一個變化都使他們更接近於找出究竟是什麼基因變化使病原體如此成功。”透過反向工作，我們能夠確定有四個關鍵的基因變化，”穆瑟說。前兩個突變——發生在1960年之前的變化——是在一個祖細胞系被兩種不同型別的病毒感染後出現的。”“細菌也會受到病毒感染，”穆瑟說，“他們感染的病毒攜帶了編碼新毒素的基因，”然後細菌能夠將這些基因整合到自己的DNA中。
第三個突變涉及一個單核苷酸的改變，核苷酸是DNA和RNA的亞單位，穆瑟說，這使得細菌產生了比以前存在的毒素更好的毒素這隻是在20世紀60年代或70年代前後毒素中一種氨基酸的變化，”穆瑟說。最後一個突變事件是1983年前後發生的另一種細菌的基因轉移。據穆瑟說，它使細菌能夠編碼兩種殺死細胞的毒素，其數量遠遠超過以前。”這個有機體所扮演的整個遊戲就是找出如何**更多的毒素，或者如何**更多的毒素。“食肉細菌實際上會產生超過90種不同型別的毒素，穆瑟說，但這四種突變的結合使得它們的破壞力特別大。
單個祖細胞系
然而，最令人驚訝的是，這項研究的結果，穆瑟說，是所有四個突變發生在一個單一的祖細胞系-沒有其他細胞系以這種方式突變隨著時間的推移，有一個細胞依次獲得了這些不同的附加部件，因此在一天結束時，當它獲得了第四個事件時，它產生了增強的鏈球菌。“穆瑟把這等同於一輛超級定製的汽車，依次添加了一個新的發動機，排氣，而音響系統最終讓它脫穎而出。
“從1987年起的35年內，一種新的鏈球菌將出現。”
現在，穆瑟的團隊正在深入研究食肉細菌的起源。他說，研究人員仍然需要確切地知道為什麼這種生物在全球範圍內如此迅速地傳播。然而，這些科學家能夠構建這樣一個詳細的突變時間表是相當了不起的，大衛莫倫斯說，他是美國國立衛生研究院的流行病學家，沒有參與這項研究他說：“以前從來沒有這樣做過。”這是一種致病性有機體，由非致病性有機體進化而來，然後演變成一種傳染性極強的有機體——現在我們知道它是怎麼發生的了。”莫倫斯說，這項研究不會幫助任何人治癒疾病，但會有助於監測，因為“現在我們知道哪些步驟是不好的。”
愛荷華大學微生物學家帕特裡克·施利維特（Patrick Schlievert）1987年與人合著了第一篇描述食肉細菌的論文，他同意莫倫斯的觀點。他對《邊緣報》說，穆瑟的研究表明，未來的突變將取決於病毒的基因運動，它們將沿著與食肉細菌相同的時間發生。”他寫道：“我會告訴你，從1987年開始的35年內，一種新的鏈球菌將出現，但我不能告訴你它會是什麼樣子，也不能告訴你它將從哪裡開始。。。如果科學家要阻止超級成功的病原體的出現，他們必須找到阻止這些病毒傳播的方法。或許到那時，“他們也許能夠阻止這些流行病。”
- 發表於 2021-04-25 18:09
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