非凡图片展示了常见抗生素对大肠杆菌的影响

抗生素从物理学上 戳穿细菌的装甲的方式被高分辨率显微镜揭示了，这可能帮助我们开发对抗耐药感染的新治疗方法。

聚霉素通常作为对一些所谓的革兰阴性细菌的最后手段进行治疗，这些细菌可以引起炎症，脑膜炎和伤寒等感染。伦敦帝国学院的 Andrew Edwards 表示：“世界卫生组织的前三位重点病原体都是革兰阴性细菌，这在很大程度上反映了它们复杂的细胞外观”。

这些细菌在内部细胞周围有一个包含被称为脂多糖的分子的外表层，起到装甲的作用。我们知道聚霉素以靶向这一外表层，但它究竟如何破坏它然后杀死细菌，以及为什么这些药物并不总是起作用，尚不清楚。

现在，Edwards 和他的同事们利用生化实验和原子力显微镜，通过一根几纳米宽的针感知形状来揭示两种用于治疗的聚霉素之一，聚霉素B，如何在革兰阴性细菌 E. coli 表面引起异常的膨胀。

在凸起出现几分钟后，细菌开始迅速脱落其脂多糖，研究人员在细菌所处的溶液中检测到了这些。

研究人员表示，抗生素的存在会促使细菌尝试在其防御墙中放置更多“脂多糖的砖块”。但随着它添加砖块，它也在脱屑，暂时留下其防御中存在 使抗生素进入并杀死它的缝隙。

“抗生素有点像撬棍，有助于这些砖块从墙上出来，”Edwards 说。“外包裹层不会分解;它不会掉落。但是显然存在可让抗生素进入第二层膜的缝隙。”

他及其同事们还揭示了抗生素不总是起作用的原因: 它只影响活跃和生长中的细菌。 当细菌处于休眠状态时，它们可以进入这种状态以应对环境压力，例如营养缺乏，聚霉素B无效，因为它不产生它的装甲。

然而，研究人员发现向大肠杆菌细胞提供糖分，唤醒其中细菌的休眠状态，15分钟后恢复了装甲生产并杀死了细胞。同样的效果也可以应用于另一种用于治疗的聚霉素抗生素，聚霉素E。

Edwards 表示，通过给人们提供糖类可能可以针对休眠细菌，但唤醒这些病原体会带来危险。他说：“您不一定希望感染部位的细菌开始迅速繁殖，因为这也有其不利后果。” 相反，他补充说，可能可以通过结合不同的药物来绕过休眠状态而无需唤醒细菌。