人工设计并合成新型抗菌肽治疗多重耐药结核分枝杆菌引起的结核病

摘 要:

全球每年有数以百万计的人感染“超级细菌”,据WHO估计,2012年全球有17万人死于由多重耐药性结核分枝杆菌导致的结核病。美国一个实验室使用数据库过滤技术,人工设计并合成了3个能够穿透结核分枝杆菌厚细胞壁的新抗菌肽,研究证实3个新抗菌肽都能杀死结核分枝杆菌,但杀菌效果还不如卡那霉素。

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全球每年有数以百万计的人感染“超级细菌”,细菌耐药性的问题日益严重,也越来越受到人们的重视。如果细菌对目前所有的抗生素都具有了耐药性,那么,对于细菌感染也就无药可治了。为为了避免这种可怕的情景出现,科学家们正在致力于研发创造性新方式来对抗细菌感染。其中,Belfort主持的科研团队正是这其中的一员。

结核病是由结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)引起的一种慢性消耗性疾病。据世界卫生组织(WHO)估计,2012年全球有17万人死于由多重耐药结核分枝杆菌导致的结核病。在2014年第247届美国化学学会(American Chemical Society,ACS)上,Belfort主持的科研团队展示了他们关于利用抗菌肽治疗结核病(tuberculosis,TB)的最新研究成果。

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虽然对抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs)的研究已经持续了较长时间,这也不是一件新事物,从人类到微生物都会产生抗菌肽作为其天然免疫系统的一部分,但是随着耐药菌株的不断出现,人们对抗菌肽的兴趣也越来越高。

Belfort研究团队从20世纪80年代就开始致力于抗菌肽的研究。到2010年,他们已经鉴定了近1000不同来源的抗菌肽,包括蝇蛆、青蛙皮肤和哺乳动物的免疫细胞。这些抗菌肽的分子结构、长度、特性等都各不相同。但他们都有一个共同点,就是都能以某种方式穿透细菌的细胞壁。Belfort将抗菌肽穿透细菌细胞壁的这种方式形象地称之为“分子钻头”。

出对于抗菌肽这种模式的兴趣,Belfort收集整理了所有关于抗菌肽的研究报告,发现了2012年另一个研究团队建立的数据库过滤技术(database filtering technology),这是一种可以按照研究人员意图设计抗菌肽的模型。

使用数据库过滤技术,Belfort的实验室设计并合成了用于穿透结核分枝杆菌厚细胞壁的3个新抗菌肽。在实验室用结核分枝杆菌和另一个类似的细菌进行了测试,结果显示这3个抗菌肽都能杀死细菌,其中一个的杀菌效果好于另外两个,但还不如卡那霉素的杀菌能力。卡那霉素是治疗结核病的候选药物之一,不过目前有的菌株已经具有了卡那霉素耐药性。

Belfort研究团队当前的工作,一方面致力于设计更好的抗菌肽,另一方面致力于深入研究抗菌肽的杀菌机理。

参考文献:

American Chemical Society (ACS). "Fighting antibiotic resistance with 'molecular drill bits'." ScienceDaily. ScienceDaily, 17 March 2014. <www.sciencedaily.com/releases/2014/03/140317124931.htm>.

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