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结核病(TB)是全球第二大传染病死亡原因。随着耐药性的增加，迫切需要开发新的策略来治疗和诊断感染。现在，威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员和合作者已经确定了导致结核病的细菌如何快速进化以应对新环境。这些发现可以为针对生物膜生长的抗生素的开发提供信息。

他们的研究结果发表在《eLife》杂志上，题为“结核分枝杆菌实验进化过程中复杂性状的快速适应”。

研究人员写道：“由结核分枝杆菌(M.tb)引起的结核病是传染病导致死亡的主要原因。”“传统上，结核病与生物膜无关，但结核分枝杆菌生物膜与药物和免疫耐受性有关，人们越来越认识到它们对结核病顽固性感染的贡献。在这里，我们使用结核分枝杆菌实验进化来研究这种复杂的表型并确定控制生物膜形成的候选基因座。”

研究人员在实验室中培育了结核分枝杆菌种群，发现由于基因区域的突变，它可以形成厚厚的生物膜。

资深作者CaitlinPepperell医学博士实验室的研究生MadisonYoungblom解释说：“结核病仍然是一种难以治疗的感染，因为该细菌能够在抗生素和免疫压力下持续存在，并获得新的耐药性。”威斯康星大学麦迪逊分校副教授，也是该研究的共同第一作者，与纽约基因组中心的科学传播者特雷西·史密斯一起。“为了更好地治疗和控制结核病，我们需要了解细菌稳健性的来源并识别其脆弱性。我们希望通过发现参与生物膜生长的基因和遗传区域来更多地了解它如何形成生物膜，以及细菌如何响应环境变化而进化。”

他们的研究结果表明，每种菌株都能快速适应环境压力，生长出更厚、更坚固的生物膜。

实验期间发生突变并导致生物膜生长的基因区域主要是调节因子，例如regX3、phoP、embR和Rv2488c。“这些调节因子控制多个基因的活性，这意味着单个突变可以一次性导致许多变化发生，”Youngblom解释道。“当我们观察细菌的不同特征(例如细胞大小和生长速度)时，我们观察到这是一个有效的过程。”

“在许多情况下，细菌很容易以生物膜的形式生长，包括人类和其他宿主的感染，以及在自然和建筑环境中的定植过程，”佩珀雷尔说。“在医学背景下，从我们的工作中获得的见解可用于探索潜在的新抗生素，这些抗生素能够更好地攻击以这种方式生长的细菌。我们认为这种生物膜导向的结核病疗法可能会成为传统疗法的补充，以帮助缩短和简化当前的治疗策略。”