中子有助于解释为什么化疗时使用抗生素会导致肾衰竭

中子散射实验为世界各地处方的抗真菌药物的副作用来源提供了新的见解。该分析由伦敦国王学院和格勒诺布尔劳厄-朗之万研究所的科学家进行，并发表在科学报告它可以帮助药物开发商减少这些有害的并发症。

无论您在世界，在室内或户外，您都呼吸的空气真菌孢子。虽然偶尔与过敏，哮喘或皮肤刺激有关，但大多数都很容易被身体处理免疫系统。

对于那些免疫系统已经受损的人，如HIV感染者、严重烧伤患者或刚刚接受化疗的人来说，风险要大得多。

治疗AmB

迄今为止最成功的待遇是抗生素首先在20世纪50年代开发，称为两性霉素B（AMB），其显示出攻击真菌细胞。这药很有效。在易感患者中，如果不进行治疗，与这些类型的真菌感染相关的死亡率约为80%，而在接受AmB治疗时，死亡率降至30%以下。

然而，在过去的20年里，这种真菌的发病率急剧上升抗生素耐药性。这就需要增加AmB的处方剂量，这意外地产生了严重的，有时致命的副作用。试验表明，在这些增加的剂量下，近50%的患者遭受某种形式的肾脏中毒。在一项研究中，15%的服用这种药物的患者被迫继续服药肾透析。在不太常见的情况下，AmB甚至会导致肾脏、肝脏甚至心脏的完全衰竭。

作为抗生素的AMB的接受解释已经与膜中发现的分子结合起来，以产生桶形孔，其允许细胞材料泄漏或有害材料进入，杀死细胞。

真菌的细胞膜含有麦角甾醇，而动物细胞膜，包括我们自己的细胞膜，含有我们更熟悉的胆固醇。人们认为AmB更容易与麦角甾醇反应形成这些膜孔，而不是与胆固醇。这就解释了为什么低剂量的AmB可以用于治疗感染而不伤害患者，然而迄今为止还没有直接证据支持这一假设。

生病中子衍射结构分析

在这篇文章中,大卫·巴洛博士和他的同事们从伦敦国王学院描述中子衍射实验加压舱里头,旗舰中心中子科学揭示AmB如何与真菌和动物细胞膜sub-molecular尺度的人类头发宽度的1000000左右。

像所有的粒子一样，中子表现出类似波的行为，当它们遇到大小与其波长相当的障碍物时，它们会沿着明确的角度散射。正是这一特性使得诸如ILL这样的中子源的科学家能够分析散射模式并推断出中子所通过的材料的结构。

该团队用脂质层模拟了两种不同的膜，脂质层是所有细胞中都存在的脂肪分子，与胆固醇或麦角甾醇结合。该团队使用了氘化技术，将氘(一种较重的氢同位素，很容易被中子从较轻的同位素中挑出来)引入膜模型或药物中，在相互作用过程中标记系统的这一部分跟随它。

结果

利用这些技术，该团队首次公布了理论“漏孔”的实验证据，这是由于引入AmB后在两种膜中形成的“桶状”结构的发展造成的。

然而，研究发现，在相同的相对较低的剂量下，木桶对真菌膜的穿透比人体膜更深。这意味着在治疗过程中，以如此低的剂量，AmB可以在真菌细胞中打开孔洞，但不能像在人体细胞中那样轻易做到。只有当剂量增加时，这两种膜才会穿孔，从而对健康组织造成损害。

膜插入差异的潜在原因可能是在本文中首次识别的插入角度的差异。当AMB插入真菌（含Ergosterolol）的膜时，它似乎比插入人（含胆固醇的）膜进入时倾斜。

巴洛博士的下一步是提高分析的分辨率，以确定形成这些桶状结构的药物的确切部分。药物开发商需要利用这一部分来提高AmB对真菌细胞的特异性，或者开发一种副作用更小的全新药物。

国王学院的大卫·巴洛博士说:“这些副作用特别有害，甚至可能致命。”问题是，尽管AmB是在50年代开发出来的，但直到现在还没有人能够通过实验来确定它是如何工作的。如果我们想要减少它的并发症，或者把它的治疗特性用于新的危害性更小的药物中，这一点是至关重要的。”

BrunoDemé博士，生病的科学家，在生病的D16中子衍射仪上与Barlow博士合作说;“中子是用于研究生物材料的理想工具及其作为蛋白质，病毒和细胞膜的行为，所有的1至10纳米的顺序，容易落在右尺寸范围内。中子对诸如碳，氢气和氧气的较轻的原子特别敏感，可以很容易地区分它们。随着世界上世界上最强大的中子来源，生病历史悠久的理解和改善药物交付和治疗机制的重大突破。

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