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不對稱分裂是肺結核難治癥的關鍵
閱讀：61 發布時間：2014-12-12 在細菌分裂后，你通常能夠得到更多相同的東西：一個細胞一分為二，并產生兩個*一樣的拷貝。然而一項新的研究表明，對于導致人類肺結核（TB）的分枝桿菌卻并非如此，這或許能夠解釋為什么這種疾病是如此難以治愈。分枝桿菌能夠不對稱地分裂，由此生成的細胞能夠按照不同的速度生長，具有不同的大小，以及對于抗生素具有不同的易感性，從而至少增加了一些細胞幸存下來的幾率。研究人員希望這一發現能夠幫助他們研制出對付這些特別難以殺死的細胞的藥物。
文章的*作者、美國波士頓市哈佛公共衛生學院的免疫學家Sarah Fortune表示：“真的難以置信，我們直到現在才找出這些基本的東西。但它反映了一個事實，即對分枝桿菌的研究還相對不足。”
據估計，*有超過1/3的人口被結核分枝桿菌所感染。大多數人的免疫系統能夠控制這種細菌，但是一個千載難逢的機會卻將1/10的休眠感染轉化為肺結核；這種疾病依然每天導致4000人死亡。肺結核采用半年或更長時間的抗生素結合治療——這是一個很大的缺點，因為患者通常會過早地放棄治療，從而增加了出現對藥物具有抗性的菌株的風險。科學家曾認為，分枝桿菌之所以難以被殺死，是因為即便在那些發病的病人體內依然存在休眠的細胞，并且這些細胞與代謝活躍的細菌相比對抗生素缺乏易感性。
然而Fortune和她的同事發現了第二種更令人驚訝的機制。他們在一個小營養箱中培育了恥垢分枝桿菌——這種細菌與結核分枝桿菌相近，但生長速度更快，從而能夠觀測單個活體細胞的生長和復制。與其他桿狀細菌（例如大腸桿菌）不同，分枝桿菌細胞能夠不對稱分裂，從而形成了大小和生長速度具有廣泛差異的一系列細胞類型。研究小組在日前的美國《科學》雜志網絡版上報告了這一研究成果。
通過用熒光染料標記分枝桿菌的細胞壁，并觀測新的、未染色的細胞壁在紡錘極的生長，研究人員發現，子細胞主要在它們的“老”極生長。隨著由細胞分裂產生的新末端越來越大，細胞也伸長得越來越快。并且隨著細胞經過多次分裂，具有許多不同“年齡”的紡錘極逐漸浮現，進而導致了各種各樣的生長速度。
重要的是，這些細胞在其對于抗生素的易感性上同樣存在差異——“較老的”、快速生長的細胞對于異煙肼和環絲氨酸更為易感；而“年輕的”、生長緩慢的細胞對于利福平則更為易感。Fortune表示：“當我開始對分枝桿菌進行研究時，曾設想所有的細菌都是無法區分的。這是關于為什么細胞的表型不同的*深刻認識。”她說，不對稱是分枝桿菌保持其群體多樣性的方式，就像病毒通過發瘋般地突變來形成多樣性一樣。
德國柏林市馬普學會傳染生物學研究所的免疫學家Stefan Kaufmann表示：“這是一項重要的研究，因為它表明我們對于生物體的認識是錯誤的。”Kaufmann警告說，“隨著我們著眼于單個微生物，我們發現了多樣性”，但大多數實驗都是用恥垢分枝桿菌進行的，因此要用結核分枝桿菌加以證實。但他說：“這至少可以部分證明為什么肺結核如此難以治療，并且為合理尋找由能夠殺死不同細菌類型的藥物構成的新的組合治療鋪平了道路。”