抗生素是一把雙刃劍：一方面，抗生素對(duì)于治愈細(xì)菌感染至關(guān)重要。另一方面，它們的使用促進(jìn)了耐抗生素細(xì)菌的出現(xiàn)和增殖。利用基因組測(cè)序技術(shù)和對(duì)患者記錄的機(jī)器學(xué)習(xí)分析，研究人員開(kāi)發(fā)了一種抗生素處方算法，可將出現(xiàn)抗生素耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)降低一半。
這篇論文今天發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，是以色列理工學(xué)院生物學(xué)院的 Roy Kishony 教授和亨利和瑪麗蓮陶布計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的研究小組與 Varda Shalev、Gabriel Chodick 和 Jacob 教授的合作成果。 Kuint 在由 Tal Patalon 博士領(lǐng)導(dǎo)的 Maccabi KSM 研究和創(chuàng)新中心。該論文重點(diǎn)關(guān)注兩種非常常見(jiàn)的細(xì)菌感染，尿路感染和傷口感染，描述了如何利用每位患者過(guò)去的感染史來(lái)選擇最好的抗生素來(lái)開(kāi)具處方，以減少出現(xiàn)抗生素耐藥性的機(jī)會(huì)。
感染的臨床治療側(cè)重于將抗生素與病原體的抗性特征正確匹配，但即使是這種正確匹配的治療也可能失敗，因?yàn)樵谥委熯^(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)耐藥性。“我們想了解抗生素耐藥性是如何在治療過(guò)程中出現(xiàn)的，并找到更好地為每位患者量身定制抗生素治療的方法，不僅可以正確匹配患者當(dāng)前的感染易感性，還可以最大限度地降低感染復(fù)發(fā)和獲得治療耐藥性的風(fēng)險(xiǎn)，” Kishony 教授說(shuō)。
該方法成功的關(guān)鍵是了解抗生素耐藥性的出現(xiàn)可以在個(gè)體患者的感染中預(yù)測(cè)。細(xì)菌可以通過(guò)隨機(jī)獲得使其具有抵抗力的突變來(lái)進(jìn)化，但該過(guò)程的隨機(jī)性使其難以預(yù)測(cè)和避免。然而，研究人員發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)患者的感染抵抗力不是通過(guò)隨機(jī)突變獲得的。相反，由于患者自身微生物組中現(xiàn)有的耐藥細(xì)菌再次感染而出現(xiàn)了耐藥性。研究人員將這些發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢(shì)：他們建議將抗生素與導(dǎo)致患者當(dāng)前感染的細(xì)菌的易感性相匹配，而且與他們微生物組中可以替代它的細(xì)菌相匹配。
該論文的第一作者 Mathew Stracy 博士解釋說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)，患者過(guò)去感染的抗生素敏感性可用于預(yù)測(cè)他們?cè)诳股刂委熀蟪霈F(xiàn)耐藥性感染的風(fēng)險(xiǎn)。”“使用這些數(shù)據(jù)以及患者的年齡和性別等人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們可以開(kāi)發(fā)算法。”
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