科學家研發全新機制抗生素,對付抗藥性超級細菌新希望

作者 | 發布日期 2018 年 09 月 24 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly

超級細菌即將面臨大敵。科學家研發出一種新分子,可以殺死常見且對大多數現有抗生素產生抗藥性的細菌菌株,如大腸桿菌(Escherichia coli)和肺炎克雷伯氏菌(Klebsiella pneumoniae)等。研究人員表示,這種藥與現有抗生素的作用機制不同,能使細菌更難產生抗藥性。



細菌進化的速度十分驚人,加上人類廣泛或錯誤使用抗生素(antibiotic),衍生出的抗藥性細菌(Drug-resistant bacteria)已經是醫學界相當頭痛的問題。

抗生素主要是針對「細菌有而人沒有」的機理來抑菌或殺菌,例如:阻礙細菌細胞壁的合成,導致細菌在低滲透壓的環境下破裂死亡;抑制特定的蛋白質合成,使細菌存活所必需的酵素無法合成;阻礙細菌脫氧核醣核酸的複製和轉錄,便能阻礙細菌的細胞分裂繁殖。但是隨著時間推移,細菌已經進化出對抗這些藥物的方法。

由於抗生素在醫院和農業經常使用,抗藥性細菌變得越來越普遍,多重抗藥性微生物的感染特別令人擔憂,因為它們可使原本易於治療的疾病(如鏈球菌性咽喉炎或尿道感染)轉眼間變成致命威脅。

新開發的藥物分子則使用不同策略。它能抑制細菌細胞膜上一種幫助細菌分泌蛋白質到細胞外的酵素,這意味著細菌用來躲避現有抗生素的策略在這裡不管用,「我們即將達成一個新目標,」研究共同作者 Peter Smith 說。

美國斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)化學家 Floyd Romesberg 表示:「當酵素被抑制後,蛋白質會在細胞膜中積聚,直到將細胞膜撐破,最終導致細胞死亡。」Romesberg 在他的實驗室開發了抗生素前驅物(precursor),但他認為新版本更有效。

革蘭氏陰性菌因為擁有難以穿透的細胞膜,因此很難用抗生素攻擊,但在培養細胞和小鼠測試中,這個新的藥物分子能殺死感染人類的各種常見革蘭氏陰性(gram-negative)細菌,包括可能造成食物中毒的大腸桿菌、可引起尿道或呼吸道感染的綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa),且對革蘭氏陽性細菌也有效。該分子還能破壞對多種抗生素有抗藥性的細菌菌株。

研究共同作者 Smith 表示:「這種分子在正式用於人體之前,還需經過更多測試和調整,並且它不是解決日益嚴重的抗藥性問題根本之道。最終,如果這種類型的分子廣泛用作抗生素,細菌就會像以往一樣產生抗藥性,但就目前而言,這是有突破的一步。」

新論文發表在《自然》期刊。

註:能透過革蘭氏染色區分革蘭氏陰性和陽性菌,若反應呈紅色為陰性菌;藍色則為陽性菌。

(首圖為綠膿桿菌,來源:美國疾病管制與預防中心)

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