哌拉西林，一种与青霉素同类的抗生素，在有效剂量仅为多西环素的千分之一的情况下，成功治愈了感染莱姆病的老鼠。如此低的剂量，哌拉西林还具有“几乎不影响常驻肠道微生物”的额外好处。
莱姆病是一种由鹿蜱在吸食感染动物（如鹿和啮齿动物）后叮咬人类传播的疾病，每年在美国影响近五十万人。即使在急性病例中，莱姆病也可能造成毁灭性的后果；但早期使用抗生素治疗可以防止心脏及神经问题和关节炎等慢性症状的发展。
西北大学的科学家发现，哌拉西林，一种与青霉素同类的抗生素，在有效剂量仅为多西环素的千分之一的情况下，成功治愈了感染莱姆病的老鼠。根据研究结果，哌拉西林在如此低的剂量下，还具有“几乎不影响常驻肠道微生物”的附加好处，这项研究将于4月23日在《科学转化医学》期刊上发表。
而多西环素和其他普通抗生素则严重破坏了微生物群，消灭了肠道中的有益细菌，并在杀死导致莱姆的伯氏疏螺旋体的同时，产生令人困扰的副作用。此外，多西环素还未能帮助10%至20%的使用者，并且不被批准用于年轻儿童——这些儿童面临着最高的蜱叮咬风险，因此更容易感染莱姆。
随着气候变化导致蜱季节延长和莱姆病日益普遍，需要更有效或至少更具针对性的治疗选择。
“杀死细胞外细菌的强效广谱抗生素被认为是最有效的药物，因为医生只想杀死细菌，不在乎方法。”研究负责人布兰登·L·朱特拉斯（Brandon L. Jutras）说。“这显然是一个合理的方法，但我认为莱姆病患者的未来一片光明，我们正在接近定制药物的时代，我们有可能创造一种特定药物，或一种组合来治疗那些其他药物没有效果的莱姆病。我们对导致莱姆病的各种菌株和物种的了解越多，就越接近定制的方法。”
朱特拉斯是西北大学芬伯格医学院微生物学和免疫学系的副教授，也是西北大学人类免疫生物学中心的成员。朱特拉斯的实验室最近在莱姆X诊断中获得了第3阶段的胜利，该项目是史蒂文与亚历山德拉·科恩基金会提供的1000万美元奖金竞赛，旨在加速莱姆病诊断的发展，2021年他还获得了湾区莱姆基金会的“新兴领导者奖”。
作者们认为，哌拉西林已经获得FDA批准作为安全的肺炎治疗药物，也可能是预防干预的候选者，其中可能接触到莱姆病的（已知被鹿蜱叮咬的人）可以接受一次性的药物注射。
为了得出青霉素相对物将是最有效和最具针对性的治疗的结论，研究小组在一个药物库中筛选了近500种药物，使用分子框架来理解抗生素与伯氏疏螺旋体之间的潜在相互作用。确定了潜在药物的短名单后，他们进行了额外的生理、细胞和分子测试，以识别不影响其他细菌的化合物。
他们发现，哌拉西林专门干扰莱姆细菌常见的异常细胞壁合成模式，阻止细菌生长或分裂，最终导致细菌死亡。
历史上，哌拉西林作为两种药物联合治疗严重链球菌感染的一部分，因为链球菌可以分解β-内酰胺类（哌拉西林的抗生素类别），除非与抑制酶的他唑巴坦一起使用，而这种酶会使哌拉西林失效。朱特拉斯想知道，使用同样的两种药物而不是单独使用哌拉西林是否会更有效地杀死细菌。
“细菌很聪明，”朱特拉斯说。“链球菌和其他一些细菌通过分泌β-内酰胺酶来对抗抗生素，从而使哌拉西林失效。我们发现这种方法与莱姆病的背景完全无关，并以另一种方式使哌拉西林更具特异性。添加β-内酰胺酶抑制剂并没有改善疗法，因为莱姆伯氏螺旋体不会产生β-内酰胺酶，但这种组合确实对微生物群产生负面影响，影响了有益的常驻微生物。”
莱姆病的预防仍然是一个挑战——不存在已批准的人用疫苗——朱特拉斯希望他未来的研究将帮助开发主动的诊断和治疗策略。
这项研究得到了湾区莱姆基金会和美国农业部（VA-160113）、丹尼斯·迪恩研究基金（弗吉尼亚理工大学）、国立过敏和传染病研究所（R01AI173256，R01AI178711）、史蒂文与亚历山德拉·科恩基金会和全球莱姆联盟的支持。
