革兰氏阴性菌,例如肺炎克雷伯菌,它们堪称医学的噩梦,这些病原菌具有很强的适应能力、毒性,以及快速产生抗药性的能力,只有极少数抗生素能消灭它们,然而这些抗生素同时也会破坏对人体有益的肠道细菌。
而最近,国际感觉学术期刊 Nature 上发表的一项研究显示,一种名为Lolamicin(洛拉霉素)的新型抗生素,可以广谱杀死对多种抗生素具有抗药性的革兰氏阴性菌,而不会破坏肠道菌群。
该研究报告了设计和发现Lolamicin的过程,这是一种靶向脂蛋白运输系统的革兰氏阴性菌特异性抗生素。Lolamicin对130多种多重耐药的革兰氏阴性菌菌株具有杀伤活性,在多种小鼠急性肺炎和败血症感染模型中显示出治疗效果,并且保护了小鼠肠道微生物群,防止了艰难梭菌引起的二次感染。
革兰氏阴性菌,是公共卫生领域的恶棍,它们能引发从食物中毒到霍乱等各种疾病,还能引发脓毒症这种可能致命的感染。这些细菌有多重屏障防止抗生素渗透,因此,几乎没有抗生素是专门针对革兰氏阴性菌的,少数确实有效的抗生素也会对肠道菌群造成破坏,这可能导致潜在致命的病原菌艰难梭菌(Clostridioides difficile)趁机接管。
为了找到绕过革兰氏阴性菌防御的方法,研究团队从不杀死细菌但能抑制“Lol系统”(Lol system)的化合物开始。“Lol系统”是一类仅存在于革兰氏阴性菌中的蛋白质。对这些化合物进行改造后,研究团队获得了一种名为Lolamicin(洛拉霉素)的化合物。Lolamicin能根据不同细菌之间的Lol蛋白差异,选择性地杀死病原菌,而不伤害非病原菌。
Lolamicin对实验室培养皿中130多种耐药菌株具有抗生素作用。对感染了抗生素耐药菌的小鼠,接受Lolamicin治疗的小鼠全部存活,而未接受Lolamicin治疗的小鼠中有87%在三天内死亡。
研究团队还发现,常见的广谱抗生素(例如阿莫西林)会严重扰乱肠道菌群,导致艰难梭菌感染。相比之下,Lolamicin治疗不会引起明显的肠道菌群变化,并使小鼠免受艰难梭菌感染。
这项研究表明,靶向革兰氏阴性菌“Lol系统”是有效的,但在小鼠上显示出效果距离开发出可用于人类的药物,还有很长的路要走。对于抗生素而言,从发现到获得临床使用批准的时间可能超过20年,而且,开发一种新型抗生素并不能带来太多收益。在过去的10年里,大约有10-20种革兰氏阴性菌抗生素被发现,但还没有一种获得美国FDA的批准。
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