抗生素是用来杀死坏细菌的，然而只要发生一次突变，细菌就能进化出对抗生素的耐药性，从而使普通感染可能致命。近日，曼彻斯特大学（University of Manchester）的研究人员发现了一种控制细菌变异率的方法，为抗击抗生素耐药性的新策略铺平了道路。
曼彻斯特微生物进化研究（MERMan）小组之前的研究结果表明，细菌种群密度越大，突变率越低。目前的研究揭示了这一现象背后的具体机制，突出了集体解毒在控制突变率方面的作用。
目前，这项研究已经发表在《PLOS Biology》杂志上，利用高性能计算模拟了8000多年的细菌进化过程，使研究人员能够预测控制突变率的机制。科学家们在实验室条件下培养了15000多个大肠杆菌，以检验预测结果。
结果表明，生活在人口稀少社区的细菌更容易产生抗生素耐药性，原因是一种天然存在的破坏DNA的化学物质——过氧化物。而在细胞更加密集的拥挤环境中，细菌会集体排解过氧化物，减少导致抗生素耐药性的突变可能性。这一发现有助于开发“反进化药物”，通过限制细菌的突变率来保持抗生素的有效性。
曼彻斯特大学首席研究员Rowan Green表示，抗生素耐药性给人类健康带来了严峻挑战。细菌对我们用来治疗感染的抗生素药物迅速产生抗药性，而新药的开发速度却跟不上。如果不能让抗生素继续发挥作用，常规手术就会成为生死攸关的事件，普通感染也会变得无法治疗。
通过了解影响变异率的环境条件，科学家们可以制定出保障抗生素有效性的策略。研究表明，细菌的突变率并不是固定不变的，可以通过改变周围环境来操控，这对抗抗生素耐药性至关重要。
过氧化物是一种存在于许多环境中的化学物质，是这一过程的关键。当大肠杆菌种群变得密集时，它们会共同降低过氧化物的含量，保护自己的DNA免受损伤，降低突变率。研究表明，无法分解过氧化物的转基因大肠杆菌，无论种群规模如何，都具有相同的突变率。然而，当加入能分解过氧化物的辅助细胞时，这些转基因大肠杆菌的突变率就会降低。
