抗生素不仅杀死致病细菌,还会杀死肠道中的有益细菌,从而扰乱维持健康的微生物群。一项新研究表明,一种新型抗生素专门针对难以杀死的细菌,而不会伤害肠道中的有益细菌。
抗生素引起的肠道微生物群破坏会危害健康,使人们更容易受到艰难梭菌等病原体的机会性感染。耐抗生素的超级细菌的广泛出现进一步增加了抗生素使用的难度。
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员表示,他们已经开发出一种下一代抗生素,可以减少或消除多重耐药细菌感染,同时保持健康的肠道细菌完好无损。
“人们开始意识到,我们一直在服用的抗生素——它们可以对抗感染,在某些情况下,还可以挽救我们的生命——也对我们产生了有害影响,”该大学化学教授、这项研究的通讯作者保罗·赫根罗瑟 (Paul Hergenrother) 说。“它们在治疗感染的同时,也杀死了我们的有益细菌。我们想开始思考下一代抗生素,它可以杀死致病细菌,而不是有益细菌。”
根据细菌的细胞膜组成,细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。革兰氏阳性菌没有外膜,而革兰氏阴性菌有内外两层膜,因此更难杀死。大多数抗生素只能杀死革兰氏阳性菌或同时杀死两种细菌(后者称为“广谱”)。尽管对多种抗生素具有耐药性的革兰氏阴性菌非常普遍,但目前可用的仅针对革兰氏阴性菌的抗生素却很少。
肠道微生物群中很大一部分由革兰氏阴性菌组成,而这些菌群正是临床批准使用的少数几种革兰氏阴性菌专用抗生素的目标菌群。为了解决这些抗生素不加区分地针对肠道细菌的问题,研究人员专注于抑制 Lol(脂蛋白定位)系统。Lol 系统是革兰氏阴性菌独有的,是一种重要机制,负责将脂蛋白从内膜运输到外膜,以促进细菌生长。该系统在致病菌和有益菌中也存在遗传差异。在试验了不同的化合物结构后,研究人员找到了恰当命名的“lolamicin”。
在实验室测试中,高剂量的洛拉米星杀死了高达 90% 的对多种抗生素具有耐药性的大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和阴沟肠杆菌。这三种细菌都是医源性感染的主要原因。使用败血症(血液中毒,在人类中可导致败血症和死亡)和急性肺炎的小鼠模型,用洛拉米星治疗“拯救”了 100% 的败血症小鼠和 70% 的肺炎小鼠。
就肠道微生物群而言,虽然标准抗生素阿莫西林和克林霉素显著改变了小鼠肠道中的细菌群落,减少了几种有益菌群的数量,但洛拉霉素却没有。
研究人员说:“相反,在洛拉米星治疗组中,物种丰富度在整个治疗期和恢复期内都得以保持,这与载体对照中检测到的物种丰富度类似。”
由于微生物群紊乱与艰难梭菌感染易感性有关,研究人员用这种细菌感染了小鼠,以观察它们的反应。洛拉米星治疗导致艰难梭菌定植很少或没有,与对照组小鼠相似。然而,在用阿莫西林或克林霉素治疗的小鼠中观察到高水平的定植,因为它们无法清除艰难梭菌。
虽然听起来很有希望,但我们在一段时间内还不会在药房看到洛拉米星。需要多年的进一步研究来测试该药物对其他细菌菌株的作用并确定毒性。而且,与任何新抗生素一样,需要对其进行评估以确定耐药性产生的速度。
尽管如此,这项研究证明,有可能开发出专门针对革兰氏阴性细菌(最难杀死的细菌之一)的抗生素,同时保留有益细菌。
该研究发表在《自然》杂志上。
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