生物膜防御:一种新型广谱抗菌剂的机制和作用

世卫组织上个月发布了一份报告，警告说，全球范围内的抗微生物药物耐药性有所增加，细菌感染的威胁再次出现，并呼吁共同努力开发新的、更好的抗微生物药物。5月22日发表的一项研究PLOS病原体揭示了一种新型的抗微生物物质如何干扰由几种危险细菌形成的生物膜。

当生长在表面(包括人类皮肤，肺，心，或膀胱)许多细菌形成所谓的生物膜，由相同细菌的结构化群落组成。65%的人类感染是由生物膜引起的，在这种结构下，细菌对标准抗生素的耐药性要高得多。加拿大英属哥伦比亚大学的鲍勃·汉考克(Bob Hancock)及其同事正在研究抑制细菌生物膜的抗菌剂。这项研究的核心是“1018”，这是一种对一系列不同细菌具有抗生物膜活性的小蛋白质(或肽)。

在不影响自由游动细菌“浮游生长”的浓度下，1018处理完全阻止了革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的生物膜形成，并根除了成熟的生物膜，包括主要的耐药病原体铜绿假单胞菌，肺炎克雷伯菌，大肠杆菌以及甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)。

为了了解1018杀死细菌，特别是生物膜中的细菌的机制，研究人员推断，它必须干扰不同细菌物种的共同过程。其中一个过程是广泛传播的“严格应激反应”，它使用被称为(p)ppGpp的特定介质来协调大量基因的表达，帮助细菌应对不断变化的环境。科学家们假设1018(可能还有其他抗生物膜因子)通过阻断严格的反应而起作用。

他们继续通过在形成生物膜的细菌中过量生产中介(p)ppGpp来测试这一点，而这使得细菌对1018更具抗性的事实表明，他们的方法是正确的。然后，他们继续证明1018直接和特异性地与(p)ppGpp相互作用，触发介质的破坏，从而阻止其在生物膜形成和维持中的作用。

研究人员得出结论，“这里提出的策略代表了在寻找专门针对细菌生物膜的新药剂方面的重大进展”。在此基础上，他们正在努力“利用现在的机会开发更多具有更强抗生物膜活性的活性肽”。

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