对抗生素和其他抗微生物治疗的耐药性日益增长是全球医疗保健面临的严峻挑战。Antibiotics的一项新研究展示了一种追踪细菌种群中抗微生物药物耐药性基因随时间传播的方法。新的计算技术依赖于 GenBank 等公共数据库中细菌基因序列可用性的快速增长。

“我们的想法是，这可以用作监测系统，”UMBC 生物科学教授、该研究的资深作者 Ivan Erill 解释说。“这对于试图深入了解细菌基因组中正在发生的事情的研究来说非常有用。”

使用巴塞罗那自治大学的 Erill 及其同事 Miquel Sánchez-Osuna 和 Jordi Barbé 开发的代码，可以在大约一个小时内分析所有已知细菌质粒(可以在细菌之间交换基因的小环状 DNA 片段)的序列。结果揭示了哪些抗性基因传播得最多以及这些基因的可能来源。

与涉及全球临床医生协调的复杂系统相比，像这样的计算分析要快得多，成本也要低得多。这意味着它可以更频繁地进行，以帮助医生和研究人员及时了解不断变化的耐药性威胁。

“你可以通过这种方式挖掘的数据会越来越多，”埃里尔说，并指出可用的基因序列数据量大约每两年翻一番。他补充道，“我喜欢它，因为它很简单。速度很快，而且你可以瞬间部署它。”

基因侦探工作

那么这项新技术是如何工作的呢?与所有 DNA 一样，微生物 DNA 由四个碱基组成：A、T、G 和 C。A 与 T 配对，G 与 C 配对。但是，不同微生物物种的碱基比例差异很大。一些细菌在 AT 和 GC 对之间分成 50-50，而其他细菌基因组可能包含 30% 到 70% 的 GC 对。在之前的一项研究中，Erill 及其同事利用这种可变性来研究对磺胺类药物(一种早期的抗菌药物)耐药性的出现。