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利用“镓”离子干扰细菌铁代谢:一种对抗耐药细菌的新策略

美国华盛顿大学的研究人员开发了一种新型抗菌策略,通过干扰细菌对关键营养物——铁离子的摄取,从而杀死耐药细菌。该研究将于4月2日发表在《临床研究杂志》(Journal of Clinical Investigation)上。

随着抗生素的广泛使用,细菌耐药性问题日益严峻,现有药物对许多耐药菌株几乎无效,尤其是在慢性感染伤口或植入肺部的医疗设备等部位。这些问题促使科学家们集中精力寻找新的抗菌化合物。而本研究采取了一种不同的策略,利用人体自身的防御机制来迫使细菌“投降”。

华盛顿大学的Pradeep Singh教授解释说,关键在于铁离子。细菌和宿主细胞都需要铁离子,而人体具有强大的防御机制,能够将铁离子隔离,使其远离感染性微生物。致病微生物为了生存必须努力获取铁离子,因为铁离子对细菌的生长和生物膜(biofilms)的形成至关重要。因此,铁离子成为细菌感染的关键因子。

研究人员使用了一种与铁离子化学性质相似的金属——镓(gallium)。Singh教授说:“细菌在一定程度上被镓欺骗了,镓就像特洛伊木马一样进入细菌体内。”细菌将镓吸收后,镓无法执行铁离子的功能,导致细菌因缺乏必需的铁营养而无法存活。

目前,在囊性纤维化(cystic fibrosis)患者中,镓已成功对抗绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)感染。在小鼠模型中,镓也能抑制所有慢性和急性细菌感染。利用镓作为抗菌剂的想法最初来自辛辛那提大学(University of Cincinnati)Bradley Britigan的研究团队。尽管这种“木马屠城”策略目前尚未进入临床应用,但它具有巨大的潜力,值得进一步研究和推广。

(责任编辑:泉水)