elife：细菌的多层生物膜如何导致耐抗生素

发表在《生命》杂志上的一项研究表明，细菌造成的交通堵塞会在抗生素的存在下形成多层生物膜。

这项研究揭示了细菌菌落的集体行为如何可能导致抗生素耐药性的出现。这些见解可能为治疗细菌感染的新方法铺平道路，帮助阻止耐药性的出现。

“在我们的研究中，我们想知道成群的细菌是否可以利用物理交互作用，比如运动诱导的相分离，来克服某些压力，包括接触抗生素，”第一作者伊阿古·格罗巴斯说，他是英国华威大学沃里克医学院的博士生。

在他们的研究中，格洛巴斯和同事们在实验室的培养皿中，将一群常见的环境细菌——枯草芽孢杆菌暴露在一种叫做卡那霉素的抗生素中。他们用延时视频记录了这种细菌的行为，发现它们在药物存在的情况下形成了生物膜。

具体来说，研究小组发现，生物膜的形成是因为细菌在远离抗生素的地方开始聚集在一起，形成多层的细菌群。

格罗巴斯解释说:“细胞层是通过一种物理机制形成的，即细胞群相互碰撞移动。”“碰撞产生足够的压力来堆积细胞，然后这些细胞移动得更慢，通过类似于运动诱导相分离的机制吸引更多的细胞。这些多层膜会导致生物膜的形成。”

接下来，该团队测试了一种阻止这种形成的策略，从而防止抗生素耐药性以这种方式发生。他们发现，在不改变抗生素总量的情况下，将一剂抗生素分成两步，可以大大减少生物膜的出现。

作者说，现在需要进一步的研究来确定对人类有害的细菌是否会通过类似的行为在抗生素暴露下存活。如果他们这样做了，那么未来的治疗应该考虑这些行为，以减少抗生素耐药性。

“我们的发现质疑了我们使用抗生素的方式，并表明增加剂量并不总是阻止生物膜形成的最佳方法，”华威大学生命科学学院副教授、资深合著者Munehiro Asally说。“细菌接触药物的时间也很重要。”

“这些见解可能会引导我们重新思考在某些感染期间给患者使用抗生素的方式，”资深合著者、华威大学物理系副教授、马略卡岛地中海高级研究所(IMEDEA)的研究员Marco Polin总结道。