耐甲氧西林金黃色葡萄球菌MRSA是一種重要且危險的致病菌,是臨床治療中的棘手問題。日前,研究人員開發了新化合物,成功使感染了MRSA的小鼠恢復健康。這些新化合物靶標的是細菌生存所必需的酶,并不存在于人類細胞中。
Illinois大學和加州大學圣迭戈分校的研究團隊開發了數種潛在的新抗菌藥物,并對感染了MRSA的小鼠進行治療,他們在最近一期美國國家科學院院刊PNAS雜志上發表了這一新成果。
抗生素濫用現象使耐藥菌日漸增多,目前這已經成為了一個全球性的公共健康問題,該研究的領導者之一Illinois大學的化學教授Eric Oldfield說。
“耐藥菌的增加,使我們目前急需更多的新抗生素,”Oldfield說。“現在甚至還有完全耐藥型的結核菌,這種菌無藥可治,人一旦受到感染最終就會導致死亡。”他介紹到,以往很容易用抗生素治愈的感染(如淋病)也開始對治療產生抗性,而在美國葡萄球菌感染致死的人數比HIV/AIDS還多。
研究人員原本針對細菌細胞壁形成所必須的酶FPPS進行研究,他們借助計算機模擬來尋找這種酶的弱點,隨后在小分子文庫中進行篩選,尋找可以阻斷FPPS活性的分子。但在此后的實驗中,他們發現這些分子對FPPS的抑制作用并非特別有效。
“我們選取了一個最有效的化合物,來靶標細胞壁形成通路中的另一個酶UPPS,發現它對UPPS的效果更強。” Oldfield說。目前有不少抗生素都是靶標細菌細胞壁形成通路的,例如盤尼西林、甲氧西林和萬古霉素等。
研究生朱偉(音譯Wei Zhu)、研究員張永輝與Oldfield一同對靶標UPPS的化合物進行了研究,并篩選出了十種潛在的抗菌藥物。這些抑制劑對UPPS的抑制效果很強,它們能與UPPS酶上的多個抑制位點結合,其中最有效的結合位點是催化中心外的位點4。
在體外實驗中,這些化合物對普通和耐藥性金黃色葡萄球菌都有很強的抑制作用,還能夠增強甲氧西林對MRSA的作用效果。隨后,研究人員用這些新化合物來治療感染了MRSA的小鼠。研究顯示,未接受治療的小鼠全部死亡,而接受藥物治療的二十只小鼠全部生存了下來。
研究人員指出,確定這些化合物是否也對人體有效還有待進一步的研究。不過研究表明,同時靶標多種細菌必需的酶進行聯合治療,可以使耐藥菌重新變得敏感(如甲氧西林),并遏制新型耐藥菌的出現。
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