一种双机制抗生素可杀死革兰氏阴性细菌并避免耐药性
毒药本身就具有致命性-箭头也是如此-但它们的结合大于它们各部分的总和。从内到外同时攻击的武器甚至可以击倒最强的对手,从大肠杆菌到MRSA(耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌)。
普林斯顿大学的一个研究小组今天在《细胞》杂志上报道说,他们发现了一种化合物SCH-79797,它可以同时刺穿细菌壁并破坏细胞内的叶酸,同时对抗生素具有免疫力。
细菌感染有两种口味-革兰氏阳性和革兰氏阴性-以发现如何区分细菌的科学家命名。关键区别在于革兰氏阴性细菌的外层铠装了大多数抗生素。实际上,近30年来,没有新的革兰氏阴性杀伤药上市。
普林斯顿大学埃德温·格兰特·康克林生物学教授,该论文的资深作者泽默·吉泰说:“这是第一种可靶向革兰氏阳性和革兰氏阴性而无耐药性的抗生素。”“从“为什么有用”的角度来看,这是症结所在。但是,作为科学家,我们最兴奋的是,我们发现了这种抗生素的工作原理-通过一个分子内的两种不同机制进行攻击-希望这种方法具有普遍性,将来会带来更好的抗生素和新型抗生素。”
抗生素的最大弱点是细菌迅速发展起来抵抗它们,但是普林斯顿大学的研究小组发现,即使付出了巨大的努力,它们也无法对这种化合物产生任何抵抗力。吉泰说:“这确实很有希望,这就是为什么我们称该化合物的衍生物为'Irresistin'。”
这是抗生素研究的圣杯:一种对人类有效的疾病,对抵抗力具有免疫力,同时又对人类安全(不同于摩擦酒精或漂白剂,后者对人体细胞和细菌细胞都具有致命的致命性)。
对于抗生素研究人员来说,这就像发现将铅转换成金的配方或骑独角兽一样-每个人都想要但没人真正相信的东西,2019年获得博士学位的James Martin说。研究生,他的大部分职业生涯都花在这个建筑上。他说:“我的第一个挑战是说服实验室这是真的。”
但是,不可抗拒是一把双刃剑。典型的抗生素研究涉及找到一种可以杀死细菌的分子,繁殖多个世代直到细菌对其产生抗药性,研究该抗药性的确切运作方式,并首先对其进行逆向工程。
但是由于SCH-79797不可抗拒,因此研究人员没有任何反向工程师可以使用。
吉泰说:“这是一项真正的技术壮举。”“从使用方面来讲,没有阻力是一个优势,但从科学方面来说是一个挑战。”
该研究小组面临两个巨大的技术挑战:试图证明其负面影响-任何东西都无法抵抗SCH-79797-然后弄清楚该化合物的工作原理。
为了证明其抗药性,Martin尝试了无数种不同的测定和方法,没有一种方法能揭示出对SCH化合物的抗药性。最终,他尝试了蛮力:连续25天,他“串行地”传给了他,这意味着他一次又一次地将细菌暴露于这种药物中。由于细菌每代大约需要20分钟,所以细菌有数百万次机会发展抗药性-但事实并非如此。为了检查他们的方法,研究小组还对其他抗生素(新霉素,甲氧苄啶,乳链菌肽和庆大霉素)进行了连续传代,并迅速对其产生了抗药性。
证明否定在技术上是不可能的,因此研究人员使用了“无法检测到的低电阻频率”和“没有可检测到的电阻”之类的词组,但结果是SCH-79797不可抗拒-因此,他们将其命名为其衍生化合物Irresistin 。
他们还尝试将其用于以抗生素耐药性着称的细菌物种,包括淋病奈瑟氏球菌(Neisseria gonorrhoeae),该菌在疾病控制与预防中心发布的紧急威胁排名中名列前五。