第 1 章? 細菌持留性的基礎知識 一、細菌持留性的概念 抗生素在控制臨床感染性疾病方面可謂是現(xiàn)代醫(yī)學的基石。20 世紀中期甚至被稱為“抗生素時代”，人們認為到 20 世紀末，傳染病將被根除，人類預期壽命將大幅提高。同樣，針對器官移植、風濕病學科及腫瘤學等具有高侵入性和高端手術要求的免疫調(diào)節(jié)治療也發(fā)揮著關鍵作用。然而，越來越多的細菌正在對目前使用的多種抗生素產(chǎn)生抗藥性，導致出現(xiàn)了多重耐藥（multidrug-resistant，MDR）細菌。因發(fā)現(xiàn)青霉素而獲得諾貝爾生理學或醫(yī)學獎的 Alexander Fleming 教授警告過抗生素的過度濫用可能導致細菌的廣泛耐藥性。由于新的抗微生物藥物很少，并且由于MDR 細菌的普遍存在導致治療失敗，抗生素耐藥細菌已成為現(xiàn)代醫(yī)療保健的重大威脅。 多國政府與世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）和聯(lián)合國（United Nations，UN）一起致力于減少和預防細菌耐藥趨勢的不斷發(fā)展，這是一場與時間賽跑的競賽。瑞士達沃斯世界經(jīng)濟論壇 2019 年的最新報告強調(diào)了采取有效措施來應對“傳染病的快速和大范圍傳播”的必要性，這是人類健康面臨的最大威脅之一�？股�素耐藥細菌引起的感染每年在全球范圍內(nèi)造成數(shù)十萬人死亡，并估計在 2050 年每年將導致超過 1000 萬人死亡。另外，植入式醫(yī)療器械在高端手術治療中使用頻率的增加，如關節(jié)假體、人工心臟瓣膜、血管內(nèi)假體和起搏器，導致生物被膜相關感染的發(fā)生率增加，這反過來又導致另一個重要現(xiàn)象：抗生素耐受性。抗生素耐受性使細菌能夠在標準微生物學檢測中完全敏感的情況下，在抗生素高強度選擇壓力下存活下來。通過使用體外實驗和數(shù)學建模，Balaban 及其同事最近表明，耐受性可以先于耐藥性出現(xiàn)，而耐受性突變可以導致抗生素耐藥性的快速進化。 抗生素耐藥通常導致延遲充分的抗生素治療，增加發(fā)病率和死亡率�？刮⑸�物耐藥性（anti-microbial resistence，AMR）是微生物在高抗生素濃度下生長的遺傳能力。通常通過測量特定抗生素的最小抑菌濃度（minimum inhibitory concentration，MIC）來量化，其中耐藥細菌能夠在抗生素的致命濃度下繁殖和生長，而這對同一物種的其他菌株是致命的。抗生素耐藥有不同的類型。一方面，由于缺乏或存在某些結(jié)構(gòu)而導致抗生素無效的天然內(nèi)在耐藥性。另一方面，細菌可以通過染色體基因的突變或染色體或質(zhì)粒的水平基因轉(zhuǎn)移獲得耐藥性。在諸多耐藥表型的菌株中，持留菌對人類健康威脅不容小覷。 持留菌指在致死性抗生素濃度的環(huán)境中，可耐受抗生素、菌群占比小、休眠 / 增殖緩慢、無表型遺傳性的病原微生物。病原菌的持留表型最早發(fā)現(xiàn)于 20 世紀 40 年代，但是由于當時實驗平臺未能有效滿足持留菌培養(yǎng)過程中的各種條件要求，相關形成機制的研究進展緩慢。隨著分子生物學、細胞生物學及免疫學技術的飛速發(fā)展，科研人員建立了一系列高效且穩(wěn)定性強的實驗方法，這促使了持留菌生理學、分子形成機制及遺傳學研究的突破。在諸多新創(chuàng)實驗方法的產(chǎn)生前，持留菌表型分析、抗性分析、生長抑制誘導、單菌培養(yǎng)分離等實驗方法給后續(xù)實驗技術的升級奠定了堅實基礎。我們將重點介紹常見持留菌形成的分子機制，以及相關實驗操作步驟。