金黄色葡萄球菌(S.aureus)的肮脏把戏有许多令人吃惊的地方，其中最令人费解的是即使在暴露于抗生素产生的高浓度化学战后，非耐药形式的细菌也能毫发无损地出现那应该可以杀死它。

科学家们破译了金黄色葡萄球菌的非耐药形式如何像超级细菌一样阻止抗生素

非耐药形式细菌的这种不可思议的能力是一种技巧，可以让这些微生物几乎像它们的抗药性对应物一样轻松地拒绝药物。拥有药物存活能力只是困扰科学家的众多难题之一，他们一直试图梳理出金黄色葡萄球菌如何找到躲避致命浓度的抗菌剂的方法。

科学家们说，细菌对强效药物不敏感的能力是全世界越来越多的患者无法摆脱非耐药菌株感染的原因。

“金黄色葡萄球菌可引起通常是慢性且难以治疗的感染，即使细菌不具有抗生素耐药性，”MarkusHuemer博士报告说，他是一项新研究的主要作者，该研究着眼于支持金黄色葡萄球菌能力的生物学机制。金黄色葡萄球菌来阻止抗生素。

Huemer是苏黎世大学医院传染病和医院流行病学系的一名调查员，他与一个国际微生物学家团队合作，揭示了一系列复杂的化学活动如何明显地保护细菌免受抗生素攻击。这一发现最终可能会帮助医生克服由不耐药但复杂形式的细菌引起的感染，这些细菌经常渗入人体组织和血液。

金黄色葡萄球菌是一种引起感染的细菌，有数十种菌株能够渗入人体组织和血液。但金黄色葡萄球菌也神秘地定殖在地球上约30%的人的鼻道中，作为他们微生物组的一部分。其他感染性细菌在不引起感染的情况下定植的能力似乎受到这些人鼻腔微生物群组成的控制。

金黄色葡萄球菌的复杂性并不止于此，因为更令人担忧的是细菌的耐药形式，称为MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)以及VISA或万古霉素中间体金黄色葡萄球菌的致命威胁，和VRSA，耐万古霉素的金黄色葡萄球菌。

MRSA不仅在医疗保健环境中构成威胁，而且在它在健身房、更衣室、学校和无数其他人们聚集的地方传播的社区中构成威胁。

美国疾病控制和预防中心将金黄色葡萄球菌描述为寄生在人类身上的最常见的细菌种类之一，而抗生素抗性品种可能会拖累患者数周至数月，使他们不得不长期住院和接受长期治疗。感染也可能是致命的。根据疾病预防控制中心的数据，美国每年发生近120,000例金黄色葡萄球菌血流感染和20,000例相关死亡。

然而，关于细菌的不可避免的科学难题围绕着这个简单的问题：金黄色葡萄球菌如何在非耐药状态下在致命剂量的强效抗生素中存活下来?它是甚至不是超级细菌的细菌菌株所拥有的超级大国，并且需要一个全球科学家团队来充分解释为什么某些金黄色葡萄球菌菌株会出现这种能力。

Huemer和他的同事在ScienceSignaling杂志上撰文，开始揭开金黄色葡萄球菌的一些神秘面纱。在一系列实验中，研究人员弄清楚了这些非抗性细菌菌落是如何毫发无损地出现的。该研究为世界上最普遍存在的细菌之一的生命的一个非凡但以前秘密的方面提供了一个有趣的新视角。

金黄色葡萄球菌能够在高浓度抗生素中存活下来，因为它已经进化出一种方法来显着减缓其代谢活动，并持续处于一种近乎假死的状态，“因为大多数抗生素只作用于代谢活跃的细胞，”Huemer断言。

随着进化时间的推移，金黄色葡萄球菌已经找到了减缓其生长的方法，这是当人类用抗生素攻击金黄色葡萄球菌时，信号分子向整个细菌菌落发送的信息。信号分子有助于控制细菌新陈代谢和生长的减慢，迫使金黄色葡萄球菌进入一种生存模式，变得不那么活跃，更加静止。当威胁过去时，另一种分子向菌落发出信号，使其再次变得新陈代谢活跃。

这些信号分子中的第一个称为PknB;第二个，STP。尽管对金黄色葡萄球菌发动了化学战，但每一个都发挥着至关重要的作用，帮助金黄色葡萄球菌持续存在。持久性——生存——是细菌进化史中错综复杂的一部分，以至于当科学家将金黄色葡萄球菌置于严酷的实验条件下时，细菌细胞清楚地展示了它是如何完成的。

“持久细胞的亚群在代谢上处于静止状态，这种状态与生长延迟、蛋白质合成减少和对抗生素的耐受性增加有关，”Huemer指出，这表明新陈代谢减少使细菌完全不受药物攻击的影响。

正如该团队在研究中了解到的那样，抗生素对代谢活跃的细菌具有最佳的杀灭率。然而，金黄色葡萄球菌逐渐停止，从抗生素攻击中毫发无损地出现。

Huemer和他的合作者与分布在美国和澳大利亚的远距离同事团队合作，发现这些持久细胞亚群由非生长或超缓慢生长的金黄色葡萄球菌组成。这些落后者使细菌菌落能够在抗生素暴露下存活下来，而没有在高度耐药形式的细菌菌落(如MRSA)中发现的耐药机制。

在他们的研究论文中，Huemer及其同事将坚持者拒绝抗生素的能力归因于信号网络。作为他们实验的一部分，Huemer及其同事将金黄色葡萄球菌暴露在压力性酸性条件下，类似于宿主组织中遇到的条件。

酸性条件延缓了金黄色葡萄球菌的生长，从而增加了细菌对各种抗生素的耐受性。该团队还发现，一旦抗生素涌入菌落，PknB分子就会被激活。

在化学上，PknB执行一项关键任务。它发出向氨基酸丝氨酸和苏氨酸添加磷酸基团的信号。在这些氨基酸中添加磷酸基团有助于减缓细菌的代谢活动。当威胁消失时，另一种分子Stp会逆转PknB的活性，让细菌再次活跃起来。Huemer和团队使用复杂的工具来检查他们的观察结果。

“使用磷酸肽富集和基于质谱的蛋白质组学，我们确定了可能调节细菌生长和代谢的丝氨酸-苏氨酸磷酸化靶标，”Huemer在《科学信号》中写道。这意味着丝氨酸-苏氨酸磷酸化是金黄色葡萄球菌增强自身抵抗抗生素的关键步骤，即使没有耐药细菌用来抵抗药物的高度进化的生物工具。

该团队通过强调可以开发一种人类治疗策略来通过修改两种介质——PknB和Stp来干预信号过程来完成他们的报告。它们启动和停止丝氨酸-苏氨酸磷酸化，充当看门人的角色，使金黄色葡萄球菌能够在恶劣或适宜的化学环境中茁壮成长。

操纵它们提供了一种控制这两种途径的方法，并可能通过消除顽固的持久性细胞来阻止慢性金黄色葡萄球菌感染。

“我们的研究结果强调了磷酸盐调节在介导细菌静止和抗生素耐受性方面的重要性，并表明靶向PknB或Stp可能会提供一种未来的治疗策略，以防止在金黄色葡萄球菌感染期间形成持久性细菌，”Huemer总结道。