最近的一项研究揭示了一种显著的细菌病原体对通常在医院和家庭使用的清洁产品的有效成分表现出显著的抗药性。
最近的一项研究揭示了一种显著的细菌病原体对通常在医院和家庭使用的清洁产品的有效成分表现出显著的抗药性。
这项由美国化学学会传染病杂志发表的研究，由埃默里大学的化学家领导。它突出了多重耐药性Pseudomonas aeruginosa表现出的意外抗药性程度，这种病原体在医疗环境中带来了显著风险。
该研究还确定了对P. aeruginosa特别有效的生物杀虫剂，包括通过埃默里大学和维拉诺瓦大学的合作开发的新化合物。研究人员解释说，这些生物杀虫剂的工作原理与目前可用的大多数消毒剂不同。
埃默里大学化学教授、该研究的高级作者威廉·沃斯特表示：“我们希望我们的发现能够帮助医院重新评估患者病房和其他区域的清洁协议。我们也希望我们发现的新机制能够帮助未来消毒产品的开发。”
该研究的主要作者包括克里斯蒂安·桑切斯（前埃默里大学化学博士生，现在在萨姆福德大学任教）和德国·巴尔加斯-库巴斯（埃默里大学微生物学博士候选人）。
“病原体对清洁剂的抵抗问题常常被忽视，”巴尔加斯-库巴斯评论道。“然而，这是一项至关重要的研究领域，尤其考虑到全球抗生素耐药病原体的增加。”
维拉诺瓦大学的化学教授凯文·敏比奥尔也是该论文的共同高级作者。
传统消毒剂效果减弱
季铵盐化合物（QACs）是各种清洁产品中广泛使用的有效成分，常见于家庭和医院，如消毒喷雾、抗菌湿巾和肥皂。
沃斯特解释：“少数QAC一直作为主要消毒剂使用近一个世纪，成为许多家庭和医疗设施的第一道防线。这些化合物没有经历显著的修改，因为它们在历史上对广泛的细菌、病毒、霉菌和真菌有效，而且生产简单且成本低廉。”
沃斯特实验室在与QAC及其他消毒剂相关的研究方面处于前沿。他们发现，某些细菌株正在变得对QAC产生耐药性，这对医院的卫生构成了严重风险。
高优先级病原体
根据美国疾病控制与预防中心（CDC）数据，每年美国有超过280万例抗微生物耐药感染，导致超过35000人死亡。
CDC将多重耐药性P. aeruginosa列为七种在COVID-19大流行期间感染增加的病原体之一，并且其感染水平仍然升高。
全球范围内，P. aeruginosa每年造成超过50万人死亡，世界卫生组织将其指定为引发重大关注的病原体。
这种细菌通常存在于环境中，尤其是在土壤和淡水中。在医疗环境中，它可以在排水口、水龙头、洗手池和设备清洗机中繁殖。尽管它通常不会伤害健康个体，但可以导致囊性纤维化患者和免疫系统减弱的人（包括烧伤、癌症和各种严重疾病患者）的感染。由于P. aeruginosa能够在这些设备上形成生物膜，使用有侵入性装置（如导尿管）的人也面临风险。
和许多革兰氏阴性细菌一样，P. aeruginosa由脂肪外膜保护，这使得消灭它的努力变得复杂。
QAC的机制
QAC的特点是一个氮原子周围环绕着四个碳链。简单来说，带正电的氮会吸引包围P. aeruginosa和其他细菌及病毒的带负电磷酸盐。碳链的尖端像尖锐的点，刺穿外层脂肪膜和内层细胞膜，最终导致病原体的毁灭。
研究人员检查了来自全球医院的20种不同药物耐药性P. aeruginosa菌株，这项研究由沃尔特·里德国家军事医学中心作为多重耐药性生物体存储和监测网络的一部分提供便利。
研究结果显示，所有20个菌株对QAC（大多数清洁产品中的关键活性成分）均表现出一定程度的耐药性，其中80%完全对QAC耐药。
沃斯特评论说：“这个机制在过去一个世纪里一直有效，基本上拆解了病原体的外膜和内膜。我们对于这种机制不再有效的程度感到震惊。”
沃斯特假设，不当使用清洁剂可能会导致这种耐药性。
他澄清道：“QAC不会立即见效。在施用后，必须等待四到五分钟再擦拭这些清洁剂。正确浓度同样至关重要。如果使用不当，某些细菌可能存活，这可能助长耐药性。”
他还补充说，在COVID-19大流行期间清洁剂的使用增加可能让P. aeruginosa和其他韧性病原体有更多机会建立耐药性。
一种异常有效的新方法
在当前研究中，研究人员还调查了多重耐药性P. aeruginosa菌株对新开发的季铵磷化合物（QPC）的抗药性，该化合物是在沃斯特和敏比奥尔实验室研发的。结果表明，这种新化合物有效杀死所有20种耐药菌株的P. aeruginosa。
巴尔加斯-库巴斯说：“它在较低浓度下也表现出惊人的效果。”
研究团队证明，他们创新的QPC并不是通过突破P. aeruginosa的保护外膜来运作，而是通过穿透它，专门针对内层细胞膜。
沃斯特观察到：“这很反直觉。人们可能会认为针对两个膜的传统生物杀虫法会更成功地消灭P. aeruginosa。然而，我们目前还不明白为什么我们的QPC化合物通过扩散穿透外膜并聚焦于内膜会更有效。这几乎感觉像魔法。”
研究人员确认，这同一机制也负责两种商业消毒剂的有效性：十烯啶，通常用于欧洲医院，和氯己定，常见于漱口水中。
沃斯特和他的团队计划进一步探索这种新识别的作用如何对抗各种病原体，以及这些见解如何促成新型生物杀虫剂和改善医疗环境中的清洁策略。
沃斯特总结道：“我们的研究为消毒剂开发的重要创新开辟了途径。”
这篇论文的其他贡献者包括埃默里大学研究生马里娜·米肖德，本科生谢昱玲，以及博士毕业生瑞安·艾伦和凯莉·莫里森-刘易斯。
本研究得到了美国国立卫生研究院的资助支持。
