当金黄色葡萄球菌遇到皮肤时，它们会拼命地附着，不愿放手。事实证明，将葡萄球菌和人体皮肤联系起来的纽带，形成了生物学中最牢固的结合之一。不幸的是，这种微生物的粘附性可能导致感染，在某些情况下，如果不及时治疗，可能会致命。
发表在《科学进展》杂志上的一项新研究发现了常见的金黄色葡萄球菌在附着于脆弱人体皮肤后如此难以去除的原因。研究人员将葡萄球菌顽固的附着归因于它用来抓住人体蛋白的一种蛋白质，从而形成了有史以来测得的最牢固的生物附着力。
“这是有史以来报道的最强的非共价蛋白质-蛋白质键，”通讯作者、奥本大学物理学教授 Rafael Bernardi 在一份声明中说。“这就是使葡萄球菌如此持久的原因，它有助于我们理解为什么这些感染如此难以摆脱。”
金黄色葡萄球菌感染的危险
令人惊讶的是，许多人身上已经寄生着金黄色葡萄球菌。大约三分之一的人携带这种细菌，它们存在于皮肤或鼻腔中，通常通过皮肤接触传播。然而，在大多数情况下，葡萄球菌是无害的。
有时，葡萄球菌会通过开放性伤口（如割伤或擦伤）感染皮肤。这些感染会导致明显的症状，包括疮或充满脓液的疖子。轻微病例通常可以用局部抗生素治疗。
然而，当感染深入并进入血液时，情况会变得更糟。血液中的葡萄球菌最终可能发展为危及生命的败血性休克，在这种情况下，过度活跃的免疫反应会导致器官开始衰竭。
更严重的是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 (MRSA) 的感染。MRSA 是一组金黄色葡萄球菌，对通常用于治疗葡萄球菌感染的多种抗生素具有抗药性。美国疾病控制与预防中心 (CDC)估计，“MRSA 每年导致超过 70,000 例严重感染和 9,000 例死亡。”
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最牢固的蛋白质键
过去，科学家们一直不清楚葡萄球菌为什么会如此牢固地附着在人体皮肤上。新研究终于找到了答案：葡萄球菌使用一种名为 SdrD 的蛋白质作为抓钩，附着在人体中的一种名为桥粒蛋白-1 (desmoglein-1) 的蛋白质上。这项发现的研究人员表示，这种键的强度甚至可以与最强的化学键相媲美。这就是为什么即使经过抓挠、洗涤或出汗，葡萄球菌仍然会粘附在皮肤上的原因。
为了检测这种键，研究团队使用原子力显微镜测量单个葡萄球菌附着在人体皮肤蛋白上的力。然后，在强大的超级计算机上对这种相互作用进行逐原子建模，以确认 SdrD 对桥粒蛋白-1 的附着力比生物学上已知的任何其他蛋白质键都更强。
与葡萄球菌告别
研究人员惊讶地发现，皮肤上的钙水平在葡萄球菌-皮肤键的强度中起着重要作用。在实验中，降低钙水平会削弱蛋白质键。当添加回钙时，键变得更强。
这可以解释为什么患有湿疹（一种会扰乱皮肤钙平衡的疾病）的人尤其容易出现葡萄球菌皮肤感染。
研究人员表示，这些实验表明，未来对抗葡萄球菌的最佳方法可能包括采用阻断或削弱细菌附着于皮肤的疗法。虽然直接杀死葡萄球菌通常会驱动抗生素耐药性的进化，但阻止它们附着在皮肤上，将使免疫系统有机会在感染发生之前将其清除。
“通过靶向粘附，我们正在以一种全新的方式来对抗细菌感染，”Bernardi 说。“我们不是试图杀死细菌，而是要阻止它们首先附着。”
本文不提供医疗建议，仅供参考。
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文章来源
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- Science Advances。《金黄色葡萄球菌在人体皮肤上的超强粘附：钙是调节非共价相互作用的关键》
- Mayo Clinic。《葡萄球菌感染》
