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科学家研发出新型抗生素:可杀死多种耐药性“超级细菌”,同时增强免疫

2020-12-29 09:36 前瞻网   

美国专家发明了一种新的具有里程碑意义的抗生素药物——DAIAs。它能增强人体免疫反应,甚至可以杀死最具化学抗性的“超级细菌”,他们称这是“潜在的里程碑”。

如果成功商业化,那么那些感染了超强、高度进化的“超级细菌”的医院患者,可以服用这种被称为双作用免疫抗生素(DAIAs)的静脉注射药物,来清除细菌感染。

科学家研发出新型抗生素:可杀死多种耐药性“超级细菌”,同时增强免疫

DAIAs解决了持续存在的巨大问题抗菌素耐药性(AMR)——当细菌和其他微生物适应并进化以应对旨在杀死它们的现代化学物质,成为超级强大的“超级细菌”。

这项有前途的研究发表在《自然》杂志上。

DAIAs的工作原理是瞄准细菌中大多数细菌生存和茁壮成长所需的代谢途径。与此同时,DAIAs还能刺激人体的免疫反应,使我们从一开始就不那么容易受到超级细菌的影响。

在实验室测试中,DAIAs被证明对包括大肠杆菌在内的细菌有效,大肠杆菌是一种常见的感染源,对抗生素的耐药性越来越强。

DAIAs甚至针对泛耐药细菌——这些细菌对市场上所有抗生素药物都有耐药性。

该研究的作者、美国宾夕法尼亚州独立非营利机构威斯达研究所(Wistar Institute)的法鲁克·多蒂瓦拉(Farokh Dotiwala)说:“我们采取了一种创造性的、双鱼齐下的策略,开发新的分子,可以杀死难以治疗的感染,同时增强宿主的自然免疫反应。”

“我们推断,利用免疫系统在两个不同的方面同时攻击细菌,使它们很难产生耐药性。”

“我们相信,这一创新的方案可能代表着世界对抗抗生素耐药性的一个潜在里程碑,在抗生素的直接杀伤能力和免疫系统的自然力量之间创造一种协同作用。”

如今,抗生素耐药性已经成为全球最紧迫的公共卫生威胁之一。整个科学行业都致力于解决抗生素耐药性(AMR)的严重问题以及由此产生的“超级细菌”。

世界卫生组织(WHO)估计,到2050年,这些超级细菌每年将导致1000万人死亡——其中一些患者死于曾经无害的感染——并给全球经济带来累计100万亿美元的负担。

世卫组织已宣布抗生素耐药性为危害人类的十大全球公共卫生威胁之一,而一位专家称抗生素耐药性的威胁与恐怖主义一样严重。

“抗菌素耐药性”包括抗生素耐药性(ABR)——这是一个专门针对那些对设计用来杀死它们的药物(抗生素)产生耐药性的细菌的术语。

更糟糕的是,对以往的有效治疗产生抗药性的细菌,已经越来越多。

据威斯塔研究所(Wistar Institute)称,几乎没有新药在研发中,这导致了对新型抗生素的“迫切需求”,以防止公共卫生危机。

现有抗生素针对的是细菌的基本功能,包括核酸和蛋白质的合成、细胞膜的构建和代谢途径。不过,细菌可以通过在生存斗争中进化和变异的自然能力获得抗生素耐药性。

具体来说,无论抗生素针对哪个特定的细菌靶点,细菌都会发生突变,从而在此过程中有效地使抗生素失活。

威斯达研究所的研究人员专注于一种对大多数细菌至关重要,但在人类身上不存在的代谢途径,使其成为抗生素开发的理想目标。

这一途径被称为甲基-d-赤藓糖醇磷酸(MEP)或非甲戊酸途径,负责生物合成类异戊二烯——大多数致病细菌细胞生存所需的分子。

该实验室以类异戊二烯生物合成中必不可少的IspH酶为目标,阻断这一途径并杀死微生物。最终,既可以杀死细菌,同时又能增强宿主自然免疫反应。

研究人员说,考虑到IspH在细菌世界中广泛存在,这种方法可能针对广泛的细菌。

然后,他们利用计算机建模,筛选了数百万种商业上可获得的化合物,看它们是否有能力与这种酶结合。

他们选择了最有效的抑制IspH功能的药物作为这一过程的起点。

由于以前可用的IspH抑制剂不能穿透细菌细胞壁,研究人员识别并合成了能够进入细菌内部的新型IspH抑制剂分子。

研究小组证明,IspH抑制剂刺激免疫系统的杀菌活性,比目前最好的抗生素更强。

该研究的第一作者、威斯塔研究所(Wistar Institute)的库马尔·辛格(Kumar Singh)说,免疫激活是DAIA策略的第二道防线。

他们在“体外”(在一个玻璃培养皿中)测试了临床分离的耐抗生素细菌,包括各种致病性革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌。

研究人员说:“在革兰氏阴性细菌感染的临床前模型中,IspH抑制剂的杀菌效果优于传统的泛型抗生素。”研究显示,所有的化合物都被证明对人体细胞无毒。

翻译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 4114RWL

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