随着抗药性感染的增加和新抗生素的发展呈下降趋势,世界可能会采取新的策略来对抗日益狡猾的细菌。现在,斯坦福大学的化学家们在11月2日的美国化学学会杂志上报道了一种可能的解决方案:一种小分子附着物,可以帮助常规抗生素渗透并摧毁它们的目标。
这种附着物被称为r8,通过细菌的外部防御来帮助引导抗生素,并鼓励它们徘徊,化学研究生兼化学研究生萧宇佑同学的作者Alexandra Antonoplis说。渗透和韧性有助于杀死细菌,例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌或MRSA,否则医生将难以阻止。
事实上,根据Antonoplis,Zang和他们的顾问,化学副教授Lynette Cegelski和Paul Wender所进行的实验,将r8添加到万古霉素(一种针对MRSA的第一道防线)使新药的效果提高了数百倍。,Francis W.Bergstrom化学教授。研究人员认为,同样的策略可以超越MRSA应用于其他药物和感染。
“你不必发明一种新药。你只需要解决现有药物的问题,”温德说,他也是斯坦福生物X,斯坦福癌症研究所和斯坦福大学的成员。
MRSA问题
从长远来看,对于那些一直在努力应对抗生素耐药性感染如MRSA的公共卫生官员来说,这种新方法可能是个好消息。这种感染通常始于皮肤感染,在亚洲和美洲引起超过一半的医院相关感染,并且是抗生素耐药性感染的主要死因。
“这是一个全球性的健康问题,我们需要新的治疗策略,因为我们的管道中抗生素耐药细菌和抗生素数量有限,”Cegelski说,他也是Stanford Bio-X的成员。斯坦福大学ChEM-H。根据一份报告,在过去三十年中,FDA批准的新抗生素数量下降了90%。目前MRSA的一线治疗自1958年以来一直在使用。
一线治疗,即抗生素万古霉素,在某些情况下可以通过阻止新细菌细胞壁的构建来防止MRSA扩散,从而防止细菌繁殖。
但万古霉素对两种细菌的关键防御基本没用。首先,MRSA倾向于形成生物膜,细菌的集落嵌入保护膜内,药物难以穿透。其次,MRSA细菌可以长时间处于休眠期,在此期间万古霉素不起作用-这意味着医生需要一种可以粘附的抗生素,直到MRSA细菌开始醒来。
抗生素围攻战术
斯坦福大学认为,解决方案不是从头开始设计抗生素,而是用r8修饰万古霉素,帮助它破坏生物膜并长时间粘住,一旦它们醒来就会攻击细胞。
为了用附加的r8(称为V-r8)测试万古霉素,研究小组将其与万古霉素对抗自由浮动状态的MRSA和生物膜。当细菌在液体中自由漂浮时,万古霉素和V-r8都能够杀灭大部分细菌。但在生物膜中,V-r8的效果大约是其10倍,这表明它可以穿透生物膜并杀死内部的细菌。V-r8也坚持MRSA细菌两倍以及万古霉素,并且在进入MRSA细胞方面更有效,这表明它可以长时间停留以杀死休眠细胞。
然而,这些实验都是在实验室培养皿中进行的。为了了解V-r8在真实感染中的作用,研究小组用感染MRSA的小鼠治疗V-r8和万古霉素。他们发现,新版本在5小时后杀死了约97%的细菌,比没有r8附件的万古霉素有效约6倍。
结果并不意味着新的抗生素直接进入诊所,即使是进行测试-这可能还需要几年的时间。温德说,他们确实提出了建立抗生素的新方法:用合成成分改造现有的抗生素,赋予它们新的能力,例如突破生物膜的能力。
该团队接下来打算测试其他细菌中的药物改良策略,希望找到类似的结果,并在处理抗生素耐药性方面取得进展。
“这只是第一次努力,”Cegelski说。
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