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未来抗生素:不杀细菌,只阻断“对话”以降低耐药性

2009-08-27 00:00 张金淼 美国科学新闻网站 阅读 0
核心摘要: 本文探讨了一种新型抗生素策略:通过阻断细菌间的信号交流来降低耐药性。传统抗生素直接杀死细菌,易导致耐药性;而新方法干扰细菌的群体感应系统,阻止其从良性转为致病状态。研究团队利用AiiA酶加速信号分子降解,并设计抗体与之协同,为应对抗生素耐药性提供了创新思路。

抗生素的主要功能是杀死细菌,但往往会“滥杀无辜”,导致许多副作用。美国科学新闻网站曾有文章指出,未来最有效的抗生素可能并不直接杀死任何细菌,而是通过阻止细菌间的“交流”来发挥作用。

抗药性是抗生素在对抗致命细菌过程中产生的现象。其机制在于:服用抗生素后,药物首先消灭感染最严重的细菌,而存活的微生物则可能产生耐药性,如同人体进行自卫和反击,最终导致耐药性的形成。

然而,如果研究人员能够识别出抗生素,就无需杀死那些相对温和、危险性较低的细菌,从而降低耐药性产生的可能性。实现这一目标的方法之一是干扰细菌之间不断传递的分子信号流。

单个细菌通过监测信号分子的强度来感知周围环境,当信号达到一定水平,即细菌数量达到“临界质”(称为法定数目)时,细菌会改变行为。当细菌达到法定数目,致病菌便从良性状态转为致病状态,开始分泌毒素攻击宿主。

阻断细菌的信息系统可以阻止这一转变。通过人为干扰细菌的攻击信号,可使细菌保持在安全状态,从而让人体免疫系统有充足时间将其清除。David Spring及其研究小组正与Martin Welch合作设计一种抗体,该抗体能像酶一样加速信号分子的自然降解,确保细菌无法接收到触发其攻击行为的指令。在自然分解这些信号分子时,抗体必须能够与短暂存在的过渡态化学中间体结合并同归于尽。这给研究人员带来了挑战,因为过渡态化学中间体极不稳定,难以匹配相应的抗体。

Spring团队将上世纪九十年代初发现的细菌酶——AiiA,放入含有法定数目信号分子的试管中,实时测量衰退反应的速度。当他们加入一定数量的人造分子结构后,反应速率下降。基于这一成功,该小组目前正在实际和人工抗体中寻找相匹配的酶,但要取得最终成功,仍需大量时间。

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