抗菌药物对治疗感染至关重要。然而,细菌对现有药物的耐药性日益增强——导致这些药物效果不佳甚至完全失效——意味着迫切需要研发新的抗菌药物。《美国化学会感染性疾病》(ACS Infectious Diseases)杂志发表的研究显示,研究人员通过改良一种源自细菌的化合物"达罗巴克汀"(darobactin),开发出了一种潜在的抗菌治疗方法。该团队报告了针对已知会产生耐药性的细菌(包括大肠杆菌)感染的概念验证动物试验结果。
这项研究发表于世界卫生组织举办的"世界抗微生物药物耐药性认识周"(11月18日至24日)期间。
2024年早些时候,世界卫生组织更新了可对抗生素产生耐药性的细菌病原体名单,将鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和大肠杆菌(E. coli)等纳入其中。尽管迫切需要针对这些重点病原体的新抗生素,但科学家们可选的候选药物并不多。一种潜在的抗耐药性化合物名为"达罗巴克汀",这是一种在细菌中发现的天然抗生素。达罗巴克汀会与不同细菌细胞中的一种必需蛋白质结合,最终导致细菌死亡。此前,Rolf Müller、Jennifer Herrmann及其同事已证明,经过基因工程改造的达罗巴克汀具有抗菌活性。具体来说,这些非天然的生物合成达罗巴克汀中的一种(称为D22)在实验室检测中抑制了鲍曼不动杆菌的生长。
在本次新研究中,由Müller和Herrmann领导的更大团队在动物身上测试了工程化D22化合物对几种重点细菌感染的效果。首先,在斑马鱼胚胎中,D22治疗清除鲍曼不动杆菌感染的效果与环丙沙星(ciprofloxacin)(一种用于复杂感染的广谱抗生素)相当。随后,该团队在小鼠身上进行了一系列有效性和剂量试验:
- 最佳给药方式:观察表明,注射给药比口服更有效。
- 对铜绿假单胞菌的效果:重复给予D22显著限制了小鼠(大腿组织感染)中铜绿假单胞菌的生长,但未能完全清除感染。
- 针对大肠杆菌的多剂量实验:在25小时内给予D22四次,完全清除了严重腹膜炎(腹部感染)模型中的大肠杆菌。单次剂量也观察到效果。连续三天每天两次注射D22显著减少了复杂大肠杆菌尿路感染中的细菌数量,尽管效果不如抗生素庆大霉素(gentamicin),后者将细菌负荷降低到检测不到的水平。
研究人员表示,这些结果表明D22可以抑制关键感染,并突显了该化合物在进一步开发用于未来临床试验方面的潜力,可作为"对抗抗微生物药物耐药性的创新解决方案"。
作者感谢赫尔姆霍兹推动与网络基金(Helmholtz Impuls- und Vernetzungsfonds)的资助。
部分作者是参与药物发现和开发的生物技术公司Evotec的员工。
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