麦克马斯特大学的研究人员发现了耐药细菌的一个主要弱点:锌,或其缺失。
麦克马斯特大学的研究人员发现了耐药细菌的一个主要弱点:锌,或其缺失。
最近发表在《自然微生物学》杂志上的一项研究揭示,锌对一些世界上最危险的细菌如何抵御抗生素至关重要。
该研究的首席研究员、麦克马斯特生物化学与生物医学科学系的教授埃里克·布朗解释说,剥夺细菌特定营养物质可能引发显著的生理变化,使其对抗生素更为脆弱,包括那些它们之前抵抗的抗生素。
布朗表示:“一个多世纪以来,科学家们通常在尽可能营养丰富的条件下研究细菌。我的实验室一直专注于相反的方向:在营养压力下研究细菌。”
在这项研究中,研究人员的目标是了解营养压力如何导致针对一种被称为碳青霉烯的重要抗生素的耐药性感染的新治疗策略。
博士生梅根·图在布朗的实验室中发表声明:“碳青霉烯是当其他治疗失败时使用的最后防线抗生素。不幸的是,像其他抗生素一样,它们的有效性受到耐药基因的威胁,而目前没有可用的临床解决方案。”
研究人员在低锌环境中检查了这些细菌,以发现那些抵抗这种抗生素的新弱点。他们发现,尽管细菌能通过常见的机制抵抗碳青霉烯,但这样做却付出了“适应性成本”或妥协。
布朗与麦克马斯特的迈克尔·G·德格鲁特传染病研究所有关,他用盔甲战士的类比来形容细菌,盔甲战士一手握剑一手拎盾。
他解释说:“这就是细菌。”
当缺乏锌等必需营养物质时,布朗将骑士比作一个为了保持对剑的握持而必须放弃盾牌的人,从而降低了防御力。
他详细说明道:“它仍然致命,但其防御力降低。”
虽然它仍然能够切断进入的碳青霉烯,但失去对其他抗生素的防护造成的脆弱性可以被利用。
研究人员成功地做到这一点。
布朗、图及其同事展示了在缺锌的条件下抵抗碳青霉烯的细菌变得对阿奇霉素敏感,阿奇霉素是全球最常处方的抗生素之一。
图解释道:“我们并没有试图寻找一种新的药物来治疗这些耐药感染,而是发现了一个可以利用现有药物的脆弱性。”
这项研究特别关注细菌克雷伯氏肺炎菌(Klebsiella pneumoniae)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)——即“逃避者”(ESKAPE)名单中的“K”和“P”,该名单排名全球六种最致命和耐药的细菌病原体。
有趣的是,这两种研究的细菌都被归类为“革兰氏阴性”,布朗指出,革兰氏阴性细菌通常对阿奇霉素具有耐药性。因此,研究人员认为他们的工作为现有药物的新临床应用铺平了道路,并强化了营养压力作为开发耐药细菌治疗的实际路径。
布朗评论道:“在这一领域的研究中,研究往往提出的问题比答案更多,这对推进研究至关重要。不过,这项研究作为一个罕见的例子,得出了明确的结论——你可以使用阿奇霉素来治疗特定的耐药克雷伯氏和铜绿假单胞菌感染。”