图片来源:细菌生物膜的显微镜图像,未经处理或用不同浓度的MCC5145处理。资料来源:M. Blaskovich等。科学转化医学(2022) DOI: 10.1126/scitranslmed.abj2381

一种实验性抗生素正在开发中,它能够中和各种耐药的革兰氏阳性细菌——病原体,这些病原体在一种被称为生物膜的黏糊糊的盾牌中保护自己,这种盾牌是大自然为了抵御威胁而设计的。

当病原体被生物膜保护时,细菌感染非常难以治疗。薄膜的形成是由于细菌菌落生长在一个坚韧和保护性的基质中。由生物膜保护的细菌引起的感染通常是慢性的,而且范围很复杂:导致牙齿脱落的牙齿感染可能会因生物膜而恶化。致命的耐药肺部感染、心脏周围囊的细菌浸润、伤口感染,甚至血液感染都可能因生物膜的存在而复杂化。

医生们说,用抗生素治疗被生物膜保护的细菌具有挑战性,因为许多传统抗生素无法穿透粘液杀死活性细菌。

在澳大利亚,昆士兰大学分子生物科学研究所超级细菌解决方案中心的马克·布拉斯科维奇(Mark Blaskovich)博士一直在与一个国际团队合作,解决涉及生物膜的耐药性感染问题。布拉斯科维奇和同事们将他们的实验药物命名为MCC5194,并将其描述为万古霉素的改良版,万古霉素是一种已经使用了几十年的强效抗生素。

MCC194和未经修饰的万古霉素的区别在于,当遇到生物膜时,实验药物就像鱼雷一样。在临床前试验中,MCC5194杀死了主要的革兰氏阳性细菌威胁,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌- mrsa,并破坏了细菌生物膜。在对其他革兰氏阳性细菌的测试中,这种药物也有效,并根除了它们的生物膜。

对于全世界的患者来说,每年由形成生物膜的传染性细菌引起的发病率和死亡率是可怕的。除了MRSA,肺炎链球菌是另一种难以治疗的生物膜形成细菌。但是,随着抗微生物药物耐药性这一全球健康危机不可阻挡地加剧,解决方案却寥寥无几。更糟糕的是,目前的研究成果还不够布拉斯科维奇和他的同事认为,至少部分原因是经济因素。制药公司的抗生素开发并不是优先考虑的事情。

布拉斯科维奇在报告中写道:“耐药革兰氏阳性细菌感染仍然是公共卫生系统的一个重大负担,仅在美国,金黄色葡萄球菌和肺炎链球菌这两种细菌就造成了超过150万例耐药感染。科学转化医学

布拉斯科维奇补充说,2019年,全球有25万人死于这些病原体,并指出“耐药革兰氏阳性细菌感染仍然是一个严重问题,临床需要新的治疗方法。”

这项研究包括来自美国、瑞士和英国的团队,他们将数百株MRSA和其他革兰氏阳性细菌的临床分离物暴露在MCC194中。除了检测被感染的人在美国,该团队还在小鼠动物模型上测试了这种药物。其中一组实验涉及老鼠的大腿感染。另一组测试判断了MCC194对肺炎链球菌引起的败血症的有效性。

新化合物优于已批准的抗生素万古霉素,根据报告的结果科学转化医学,破坏了难以根除的细菌生物膜,同时导致低耐药率。

研究小组说,他们的发现表明,MCC194可能有一天会成为治疗对标准抗生素治疗越来越耐药的细菌感染的药物装备的一部分。希望MCC194能成为一种专门治疗耐药革兰氏阳性细菌的药物,特别是那些被生物膜阻碍的细菌。

革兰氏阳性细菌是那些吸收了被称为结晶紫染色剂的细菌,在光学显微镜下观察时,这种着色剂使这些病原体呈现出深紫色。革兰氏阳性细菌有一层厚厚的肽聚糖外层,可以保留污渍。

相反,革兰氏阴性细菌不容易吸收结晶紫染色。它们有一个相对较薄的肽聚糖层,夹在内外细胞膜之间。革兰氏阴性细菌包括一些最臭名昭著的耐药物种:铜绿假单胞菌、克雷伯氏菌、不动杆菌和大肠杆菌。

在光学显微镜下观察结晶紫染色后,这些病原体通常呈粉红色。革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌一样,很容易形成生物膜。铜绿假单胞菌是致命肺部感染的威胁,其特点是具有顽强的生物膜。

即使努力战斗布拉斯科维奇和同事们说,形成革兰氏阴性菌的细菌并不像它们应该的那样健壮,大多数正在进行的研究主要集中在革兰氏阴性菌及其细胞膜的复杂性质上。

他们认为,这种关注忽视了治疗顽固耐药革兰氏阳性菌株感染患者的药物不可避免的需求。“我们已经开发出一种临床前糖肽抗生素,对数百株耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和其他革兰氏阳性细菌具有出色的效力,”Blaskovich声称,并补充说“优化的化合物[MCC194]比它的母体万古霉素更有效,而且耐药率低,这表明这种候选化合物可能需要进一步开发。”

更多信息:Mark A. T. Blaskovich等人,用于革兰氏阳性生物膜相关感染的脂糖肽抗生素,科学转化医学(2022)。DOI: 10.1126 / scitranslmed.abj2381

期刊信息:科学转化医学