耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 的彩色扫描电子显微照片。图片来源：美国国家过敏和传染病研究所
科学家发现，糖尿病患者更容易出现抗生素耐药性感染。
金黄色葡萄球菌是一种常见且危险的细菌，在糖尿病患者的高糖环境中茁壮成长，使耐药突变迅速占据上风。这一令人震惊的发现凸显了更好的感染控制策略的迫切需求。
葡萄球菌感染和糖尿病：致命的组合抗生素是有效针对和消除细菌感染的必备药物。然而，近年来，随着抗生素耐药性细菌的不断进化和传播，抗生素的可靠性有所下降。
最令人担忧的罪魁祸首之一是金黄色葡萄球菌，它是抗生素耐药性感染和相关死亡的主要原因。这种细菌在糖尿病患者中尤其常见，糖尿病是一种慢性疾病，会破坏血糖控制并削弱免疫系统，使感染更难抵抗。
北卡罗来纳大学医学院的研究人员 Brian Conlon 博士和 Lance Thurlow 博士发现，糖尿病患者也更容易感染抗生素耐药性葡萄球菌菌株。他们的研究于 2 月 12 日发表在《科学进展》上，揭示了糖尿病微生物环境会促进耐药性细菌突变。他们的研究结果还提出了对抗这一脆弱人群抗生素耐药性的潜在策略。
Brian Conlon 博士。图片来源：北卡罗来纳大学微生物学和免疫学系
耐药细菌的快速进化“我们发现，糖尿病模型中抗生素耐药性的出现速度比非糖尿病疾病模型中快得多，”微生物学和免疫学系副教授 Conlon 说：“细菌和糖尿病之间的这种相互作用可能是我们看到的抗生素耐药性快速演变和蔓延的主要驱动因素。”
糖尿病会影响人体控制一种名为葡萄糖的糖的能力，通常会导致血液中葡萄糖过量堆积。葡萄球菌以这些高糖水平为食，使其繁殖得更快。这种细菌也可以毫无后果地生长，因为糖尿病还会削弱免疫系统破坏细胞和控制感染的能力。
突变与生存：细菌的优势随着糖尿病感染中细菌数量的增加，产生耐药性的可能性也会增加。细菌会随机发生突变，有些会对抗生素等外部压力源产生耐药性。一旦糖尿病感染中出现耐药突变体，它就会迅速占领整个群体，利用过量的葡萄糖来推动其快速生长。
“金黄色葡萄球菌 特别适合利用这种糖尿病环境，”北卡罗来纳大学医学院和亚当斯牙科学院的微生物学和免疫学助理教授 Thurlow 说：“一旦发生这种耐药突变，你就会有多余的葡萄糖，而你的免疫系统又无法清除突变体，它会在几天内接管整个细菌群。”
Lance Thurlow 博士。图片来源：北卡罗来纳大学微生物学和免疫学系
在糖尿病模型中测试抗生素Conlon 是抗生素治疗失败方面的专家，Thurlow 是糖尿病葡萄球菌发病机制方面的专家，他们长期以来一直对比较抗生素在患有和不患有糖尿病的模型中的有效性感兴趣。研究人员利用他们在微生物学和免疫学系的关系，将他们的实验室联合起来，在 金黄色葡萄球菌 感染的糖尿病小鼠模型中进行了抗生素研究。
首先，研究小组准备了一种皮肤和软组织细菌感染的小鼠模型。这些小鼠模型被分成两组：一半小鼠被注射一种选择性杀死胰腺细胞的化合物，使它们患上糖尿病，另一半小鼠则没有注射这种化合物。然后，研究人员用 金黄色葡萄球菌感染糖尿病和非糖尿病模型 ，并用利福平（一种耐药率很高的抗生素）治疗它们。
感染五天后，就该观察结果了。
令人震惊的发现：抗药性迅速发展Conlon 和 Thurlow 很快注意到利福平对糖尿病模型几乎没有效果。因此，他们取了一些样本进行研究。研究人员震惊地发现，细菌已经进化到对利福平产生耐药性，感染中含有超过一亿个利福平耐药细菌。非糖尿病模型中没有利福平耐药细菌。
更令人惊讶的是，这种突变在短短四天内就控制了整个感染。接下来，他们像以前一样在糖尿病和非糖尿病模型中接种金 黄色葡萄球菌 ，但这次补充了已知数量的利福平耐药细菌。同样，这些细菌迅速控制了糖尿病感染，但在 4 天的利福平治疗后，非糖尿病模型中仍然只是一个亚群。
为什么这些发现对公共卫生很重要Conlon 和 Thurlow 的新发现让她们心中充满了疑问，但是他们确信糖尿病患者抗生素耐药性的进化可能会给整个人群带来麻烦。抗生素耐药性菌株在人与人之间的传播方式与其他细菌和病毒一样——在空气中、门把手上以及我们吃的食物中——这使得预防此类感染成为当务之急。
那么，我们可以做些什么来预防呢？Conlon 和 Thurlow 实验室发现，降低糖尿病模型中的血糖水平（通过注射胰岛素）可使细菌失去燃料，抑制其数量，并降低发生抗生素耐药性突变的可能性。他们的研究结果表明，通过使用胰岛素控制血糖可能是预防抗生素耐药性的关键。
“耐药性及其蔓延不仅与药物处方有关，还与服用抗生素的人的健康状况有关，”Conlon 说：“因此，控制血糖就变得非常重要。当我们给小鼠注射胰岛素时，我们能够让它们的血糖恢复正常，并且不会出现耐药性细菌的快速增殖。”
下一步是什么？扩大研究现在，Conlon 和 Thurlow 正在扩大他们的研究范围，研究人类（糖尿病患者和非糖尿病患者）和其他抗生素耐药细菌（包括 粪肠球菌、 铜绿假单胞菌和 化脓性链球菌）的耐药性演变。认识到宿主在抗生素耐药性演变中发挥的巨大作用，研究人员计划对接受化疗的患者和近期接受移植的患者进行类似的研究，以了解这些人群是否也容易出现抗生素耐药性感染。
参考文献：“糖尿病加剧抗生素耐药性的出现和扩散”2025 年 2 月 12 日， 《科学进展》。
来源：北卡罗来纳大学医疗保健学院
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