解決細菌耐藥性新嘗試:免疫+抗生素組合拳

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利用人體免疫力已被證明是治療癌癥的有效方法,美國賓州Lehigh大學的科學家們正在用同樣的思路來輔助現有抗生素治療耐藥菌。

目前,世界上有數百萬人被耐藥性極強的超級細菌(superbugs)所感染,每年約70萬人死于耐藥性感染??股啬退巻栴}日益突出,人們急需研發新型抗生素來抵抗超級細菌的入侵。其中作為引起人類感染性疾病的主要病原之一,革蘭氏陰性菌對臨床常用抗生素有很強的耐藥性,是當前最受關注的耐藥菌。

Lehigh大學生物化學副教授Marcos Pires博士領導的團隊將抗原表位(可被自身免疫系統識別)與多粘菌素B(polymyxinB,一種colistin)連接起來,創建了他們稱之為“細菌免疫治療”或“免疫抗生素”的新型組合產物去抵御耐藥菌。其中“多粘菌素B”可與革蘭氏陰性菌表面的脂類A特異性結合,而“抗原表位”可以引發免疫反應。試驗結果顯示,該產物可以在人體血清內殺死大量的大腸桿菌,同時可以在活體宿主中結合在革蘭氏陰性菌的表面上。這一結果于近期發表在《Journal Cell Chemical Biology》上。此外,他們還與Lehigh大學Wonpil Im教授的團隊合作,通過計算生物物理學的方法研究抗生素與細菌膜的相互作用,建設了一個闡明免疫反應發生后細胞表面變化的模型。

Pires教授團隊過去曾經將人體可識別的抗原與D-氨基酸接合在一起。革蘭氏陽性菌合成外膜時會使用這些改裝過的、連接抗原的D-氨基酸,進而可以引發人體的免疫反應。但對于大腸桿菌和綠膿桿菌這些革蘭氏陰性菌來說就沒那么容易了。革蘭氏陰性菌的細胞膜有一層額外保護,使得他們難以被殺死,同時這些細菌也在不停進化,造成抗生素失效,讓抵抗這類細菌變得愈加困難。

例如,在2016年的全球抗生素危機中,美國發現了第一種具有MCR-1基因的大腸桿菌感染,這種基因使得大腸桿菌對colistin產生抗性,這一最后抗生素防線失效。

很多科學家都在研究如何對抗革蘭氏陰性菌的自我保護,例如一個基因泰克(Genentech)團隊也在通過免疫學的思路來解決這一問題。他們設計了一種單克 隆抗體可以特異性地與BamA(β-barrel assembly machine,β-桶蛋白組合酶)結合。BamA可以幫助革蘭氏陰性菌細胞膜β桶蛋白(β-barrel proteins)的折疊和嵌入整合。拮抗BamA則可以抑制細胞膜β桶蛋白的折疊,導致周質應激壓力,破壞外膜完整性,進而殺死細菌?;蛱┛说难芯拷Y果于近期發表在《PNAS》上。

Pires博士表示:“試驗結果說明這一合成產物可以在殺死細菌的同時引發免疫反應,利用這樣的組合拳擊斃難以殺死的細菌,我們相信這樣的方法很有潛力,值得進一步開展體內研究。”

接下來,Pires博士的團隊計劃在復雜動物中進行體內研究,他們也在考慮類似基因泰克團隊的方法,即不但利用人體自由的免疫反應,同時要加入互補的外源單克 隆抗體以獲得更好的效果。

我們期待這一組合拳思路可以在人體內得到證明,為對抗超級細菌增加新武器。

文章來源:藥明康德

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