研究人员创建了一种新的抗生素——洛拉霉素（lolamicin），成功治疗了小鼠急性肺炎和脓毒症模型中的耐药性细菌感染。它还保护了小鼠肠道中的健康微生物，并防止了与艰难梭状芽胞杆菌（Clostridioides difficile）相关的继发感染，这是一种常见且危险的医院相关细菌感染。此外，洛拉霉素在细胞培养中对130多种多重耐药细菌株也表现出有效性。这项研究的发现详细报道在《自然》期刊上。根据伊利诺伊大学香槟分校的说法，人们开始认识到，抗生素在抗击感染和拯救生命方面是至关重要的，但它们对我们身体也有负面影响。化学教授保罗·赫根罗瑟（Paul Hergenrother）和前博士生克里斯滕·穆尼奥斯（Kristen Muñoz）对抗生素对身体良好细菌的影响进行了研究。赫根罗瑟表示：“它们在治疗感染时杀死了我们的好细菌。我们希望开始考虑下一代抗生素的研发，能专门杀死致病细菌，而不是有益的细菌。”各种研究表明，抗生素导致的肠道微生物组紊乱可能会增加感染的易感性，并与胃肠、肾脏、肝脏及其他健康问题相关。赫根罗瑟还指出，大多数临床批准的抗生素只针对革兰氏阳性细菌或同时针对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌。
穆尼奥斯解释道：“革兰氏阴性细菌是一种由于其双重保护层而更难杀死的细菌，这使得它们成为药物治疗的一个挑战目标。”另一方面，革兰氏阳性细菌的细胞壁组成不同。
不幸的是，对抗革兰氏阴性感染的有限药物也对潜在的有益细菌产生负面影响。例如，古霉素（colistin）是对革兰氏阴性细菌临床使用的少数几种抗生素之一，但它可能导致如艰难梭状芽胞杆菌相关性腹泻和假膜性结肠炎等并发症，这些都可能危及生命。此外，该药可能对肝脏和肾脏有毒性，穆尼奥斯澄清说。根据研究人员的说法，古霉素通常作为最后的抗生素保留。为了应对与对革兰氏阴性细菌进行无差别靶向有关的问题，研究团队专注于阿斯利康（AstraZeneca）创造的一组药物。这些药物靶向Lol系统，这是一种特定的脂蛋白转运系统，仅在革兰氏阴性细菌中发现，并在遗传上与致病和有益微生物有所不同。研究发现，这些药物如果不先在实验室中削弱重要的细菌防御，针对革兰氏阴性感染是无效的。赫根罗瑟表示，这些抗生素在实验室测试中似乎能够区分有益和有害的革兰氏阴性细菌，使它们成为进一步研究的良好候选者。
穆尼奥斯进行了一系列实验，创建了不同版本的Lol抑制剂，并测试它们在细胞培养中对抗革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的能力。研究人员发现，新化合物洛拉霉素专门针对某些株的革兰氏阴性病原体，如大肠杆菌（Escherichia coli）、克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumoniae）和隐秘变形杆菌（Enterobacter cloacae）。
洛拉霉素在细胞培养中对革兰氏阳性细菌没有明显影响。然而，在较高浓度下，洛拉霉素能够消灭从临床来源分离的多重耐药性大肠杆菌、克雷伯氏肺炎菌和隐秘变形杆菌的高达90%。
在涉及耐药性脓毒血症或肺炎的小鼠实验中，研究团队报告称，口服洛拉霉素使所有脓毒血症的小鼠得以存活，70%的肺炎小鼠得以救治。
研究人员进行了大量调查，以评估洛拉霉素对肠道微生物组的影响。
穆尼奥斯表示：“小鼠微生物组是研究人类感染的有效模型，因为人类和小鼠的肠道微生物组非常相似。研究表明，洛拉霉素对细胞培养中的革兰氏阳性细菌没有可检测的影响。在较高剂量下，洛拉霉素杀死了高达90%的多重耐药性大肠杆菌、克雷伯氏肺炎菌和隐秘变形杆菌的临床分离株。
当口服给耐药性脓毒血症或肺炎的小鼠时，洛拉霉素使100%的脓毒血症小鼠存活，70%的肺炎小鼠存活，团队报告称。
大量工作已完成，以确定洛拉霉素对肠道微生物组的影响。
穆尼奥斯说：“小鼠微生物组是人类感染建模的良好工具，因为人类和小鼠的肠道微生物组非常相似。” 研究表明，由于两者之间的高度相似性，小鼠微生物组是建模人类感染的有效工具。研究人员已经证明，破坏小鼠肠道细菌的抗生素对人类有类似的影响。使用标准抗生素如阿莫西林（amoxicillin）和克林霉素（clindamycin）导致了小鼠肠道内细菌群落整体结构的显著变化，减少了几种有益微生物群的丰度。然而，洛拉霉素在治疗期间或随后恢复期间并未导致细菌组成的重大变化。研究人员表示，进一步的研究需要扩展这些发现。这可能涉及进一步探索洛拉霉素或类似化合物。新抗生素的有效性需要在更广泛的细菌株中进行测试，并且需要进行彻底的毒理学研究。评估这些抗生素在细菌中导致药物耐药性的速度也是重要的。这项研究表明，存在开发能够选择性杀死有害微生物，同时保护有益肠道细菌的抗生素的潜力，特别是针对具有挑战性的革兰氏阴性感染。赫根罗瑟强调了这一概念验证的重要性。
