在实验室研究中，携带抗微生物耐药性（AMR）基因的质粒在细菌之间的转移，当时存在锌时发生的速度显著降低，或者根本没有发生。阻止这种转移而不损害细菌，可能有助于减轻AMR，同时保护肠道微生物组。
促进抗微生物耐药性的基因可以通过称为质粒的圆形遗传材料在微生物之间共享。这种共享主要发生在肠道。最近在《应用与环境微生物学》报告的研究显示，膳食锌补充剂可能会阻碍某些AMR质粒的传播。
“这一发现首次表明锌可以阻碍质粒转移，并且在较低浓度时对细菌影响不大，”艾奥瓦州立大学的微生物学家及该研究的主要作者梅尔哈·梅拉塔（Melha Mellata）博士表示。她强调了这一发现的意义；消灭肠道细菌可能会扰乱微生物组，从而导致潜在的健康后果。“然而，如果我们能停止质粒转移，或许可以减缓抗微生物耐药性的上升，”她补充道。
AMR感染日益引起关注，近年来每年有数百万人被诊断，约有35000例死亡与这些感染有关，正如疾病控制与预防中心所报告的那样。梅拉塔指出，当细菌转移AMR基因时，它们通常会共享多种药物的耐药性，这可能导致患者在开始抗生素治疗之前就已经遭受耐药性感染。阻止质粒转移可能是一种抑制AMR基因传播的方法。
梅拉塔的实验室研究小组目前正在探索肠道微生物组健康与整体健康之间的关系。然而，他们在最近的研究中注意到了一个有趣的结果：当给鸡口服同时接种活的沙门氏菌疫苗和益生菌后，它们肠道中的肠杆菌科细菌显示出较少的质粒。这一发现激励研究人员寻找其他口服治疗以抑制质粒转移。
梅拉塔实验室的研究员洛根·奥特（Logan Ott）主导了这项研究。他和一组本科生收集了常见的补充剂，以评估其抑制质粒转移的能力。他们将这些产品混合在测试溶液中，并与携带多重耐药质粒的禽类致病大肠杆菌和不带质粒的人类E. coli分离株进行了多次反应。
结果显示，与未补充锌的细菌菌株相比，补充锌的细菌株质粒转移显著减少。此外，更高剂量的锌与较低的质粒传播率相关。尽管这些发现令人乐观，但奥特表示它们有些令人困惑。先前研究表明，重金属可能增强导致质粒转移的结合过程。随后，他们采用qPCR深入研究锌的基因影响。
“我们发现了一些锌可能导致这种抑制的独特机制，而先前的研究则表明我们应该预期相反的结果，”奥特解释说。他们的分析揭示，锌导致复制基因的过表达，达到一种可能压倒并抑制转移过程的程度。此外，虽然锌似乎促进了与结合相关的基因，但它也抑制了某些对于形成结合过程所需的细菌结构的蛋白质。因此，总体的质粒传播受到抑制。
展望未来，梅拉塔提到需要测试涉及其他AMR基因的质粒转移，并进行动物模型实验，以确定实验室的发现是否能够体现在体内。奥特强调，我们对肠道内细菌相互作用和基因共享的理解仍然有限，未来的研究可能有助于阐明这些机制。
梅拉塔对如此便宜和易得的锌补充剂在应对这一日益严重的威胁中发挥重要作用持乐观态度。“有时，最简单的解决方案来自于使用我们已经拥有的资源，”她说。“我们只需付出努力去探索它们。”
