负责抗微生物药物耐药性(AMR)的基因可以通过称为质粒的环状遗传物质在微生物之间传播，这种横向转移发生在肠道中。在《应用与环境微生物学》杂志上，爱荷华州的研究人员报告说，一些抗菌素耐药性质粒的传播可能会被一种现成的来源——膳食锌补充剂所抑制。
“这是我们第一次发现锌抑制质粒转移的过程，在较低浓度下，它对细菌的影响最小，”微生物学家和该研究的资深作者，爱荷华州立大学的Melha Mellata博士说。
她说，这很重要，因为杀死肠道细菌可能会破坏微生物群，这可能会对人体健康产生下游不良影响。“但如果我们只是阻止质粒转移，那么我们就可以减少抗菌素耐药性的传播。”
抗生素耐药性感染是一个日益严重的问题。根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据，每年有数百万人被诊断出患有抗生素耐药性感染，35000人死于这种感染。梅拉塔说，当细菌转移抗菌素耐药性基因时，它们通常会转移对多种药物的耐药性，这意味着一个人可能在接受抗生素治疗之前就已经产生了耐药性感染。阻止质粒的转移有助于减缓抗菌素耐药性基因的传播。
梅拉塔实验室的研究人员一直在研究肠道微生物群健康与整体健康的关系。然而，在最近的一项研究中，他们发现，当给鸡口服益生菌和活沙门氏菌疫苗时，动物肠道中的肠杆菌科细菌的质粒减少了。Mellata说，这一观察结果促使他们考虑测试其他口服治疗来抑制质粒转移。
Mellata实验室的研究员Logan Ott领导了这项研究。他和一组本科生收集了现成的补充剂，以测试它们抑制质粒转移的潜在能力。他们将产品溶解在测试溶液中，然后将含有多重耐药质粒的禽致病性大肠杆菌与不含质粒的人类大肠杆菌分离物结合，进行数百次反应。
他们发现，与不含锌的菌株相比，补充锌的菌株的质粒传播率急剧下降。此外，较高剂量的锌与较低水平的质粒传播相关。
奥特说，这些观察结果很有希望，但也有点神秘。先前的研究发现，重金属可以诱导偶联过程，导致质粒转移。然后，该小组使用qPCR来仔细观察锌在基因水平上是如何影响这一过程的。
奥特说:“我们发现了一些非常独特的机制，关于锌是如何诱导这种抑制的，而之前的文献表明我们应该期待更多。”
他们的分析表明，锌诱导了复制基因的过度表达——如此之多，以至于它可能超载并抑制了这一过程。他们还发现，虽然锌似乎确实促进了负责结合的基因，但这种矿物质抑制了构建用于结合的细菌结构所需的特定蛋白质。因此，整个传播过程受到了阻碍。
Mellata说，接下来的步骤包括测试质粒与其他AMR基因的转移，并在动物模型上进行实验，看看实验室的结果是否也适用于体内。奥特指出，科学家对细菌如何在肠道中相互作用和共享基因的理解甚少，未来的研究可能有助于阐明其中的一些机制。
尤其让Mellata感到鼓舞的是，这种廉价、易得的补充剂——锌——可能在解决新出现的威胁方面发挥作用。她说:“有时候，解决办法就是用衣橱里已经有的旧衣服。”“我们只需要努力去测试它。”
