前沿 | 不杀菌就能抵抗”超级细菌“感染,解决细菌耐药性的新思路

▎药明康德/报道

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)被认为是全球最大的健康威胁之一。纽约大学医学院和杨森研发(Janssen Research & Development)的科学家历时5年合作开发出一组新的工程蛋白,有助于有效抵抗严重的金黄色葡萄球菌感染。该成果近日在线发表于《Science Translational Medicine》。

金黄色葡萄球菌在自然界广泛分布。几乎每三个人就有一人是这种细菌的携带者。尽管通常没有症状,但人体免疫力低下时,这种细菌感染有可能导致肺、心脏、骨骼或血液出现致命危险。由于抗生素的广泛使用,金黄色葡萄球菌中有一些菌株,例如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),产生严重的耐药性问题,目前治疗用的一线药物对此类菌株的感染难以奏效。因此,针对这类“超级细菌”的抗菌疗法迫切需要新的思路。

金黄色葡萄球菌主要通过其释放的毒素对人体造成伤害。细菌毒素会在免疫细胞上钻孔,在被免疫系统杀死之前先下手为强。而且,细菌还会利用毒素侵入红细胞将其杀死,以夺取营养。

在本次研究中,研究者开发的一组centyrin分子可以结合金黄色葡萄球菌的5个主要毒素片段,阻止毒素附着于细胞,避免细菌在细胞上打孔。这种新方法能够在不杀死细菌的情况下破坏细菌的功能,因此有助于解决抗生素耐药性问题。

动物实验表明,在小鼠感染金黄色葡萄球菌4小时后,接受了工程改造centyrin蛋白的小鼠有50%幸存下来,对照组则无一幸免。

值得一提的是,这组有抗毒素作用的centyrin分子是研究人员从一个大型分子库中筛选出来的。Centyrin分子本身源自III型纤连蛋白(FN3)亚基,属于类抗体支架蛋白,最初被作为抗癌药物进行开发。研究团队对单个centyrin分子进行改造,以自动化方式产生出1万亿个略经修饰的centyrin分子。最后从这个库中筛选出209个有毒素结合能力的候选大分子。

▲研究通讯作者Victor Torres博士(图片来源:纽约大学官网)

科学家现在可以挑选病原体,然后以简便、经济的方式产生一个根据需求来塑造的巨大分子库,干预当前的疾病过程,这是该项工作最令人兴奋的一个方面。”研究负责人、纽约大学副教授Victor Torres博士表示,“这比一种实验性疗法更重要。“

参考资料:

[1] Experimental Treatment Approach Shows Potential against Staphylococcus aureus. Retrieved from Jan 16, 2019, from https://www.prnewswire.com/news-releases/experimental-treatment-approach-shows-potential-against-staphylococcus-aureus-300779627.html

[2] Rita Chan, et al., 2019, Identification of biologic agents to neutralize the bicomponent leukocidins of Staphylococcus aureus. Science Translational Medicine. DOI: 10.1126/scitranslmed.aat0882

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