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糖有助于抗生素杀死深藏的细菌

了解糖如何增强氨基糖苷类抗生素的效力,有效靶向“蛰伏”的细菌,从而改善感染治疗效果。

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金黄色葡萄球菌

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新闻概要:根据今天发表在《自然》杂志上的一项研究,在某些抗生素中添加糖可以增强其杀灭细菌的能力。

特别地,糖有助于药物消灭“蛰伏”的细菌,即那些通过进入休眠状态来逃避抗生素,并在危险过去后再次活跃的细菌。这项技术可能带来开发廉价、更有效的细菌感染治疗方法。

原理:

  • 该研究考察了两种常见细菌:大肠杆菌(*E. coli*),可导致泌尿道和胃肠道感染,以及金黄色葡萄球菌(*Staphylococcus aureus*),引起葡萄球菌感染。这两种细菌都可以用庆大霉素治疗,而庆大霉素属于一大类称为氨基糖苷类(aminoglycosides)的抗生素。

  • 研究人员将庆大霉素与不同种类的糖结合,包括甘露醇、果糖和葡萄糖。(从生物化学的角度来看,你咖啡里放的蔗糖只是众多糖类中的一种。)

  • 当科学家们将这些“加糖”的抗生素添加到培养皿中生长的细菌上时,它们杀死了超过99%的“蛰伏”细菌。糖的种类似乎也有影响;例如,只有果糖能帮助药物杀死金黄色葡萄球菌。

  • 高级作者James Collins表示,目标基本上是“让它们从休眠中苏醒过来,这样我们才能攻击并消灭它们”,并且似乎奏效了。糖让“蛰伏”的细菌从休眠状态中苏醒过来,足以摄入抗生素,从而被杀死。

  • 研究人员还在更接近临床的两种情况下使用了糖-庆大霉素组合来杀死这些细菌:在生物膜(biofilms)中,这些细菌形成的黏液层经常附着在医疗设备上,并且特别难以清除;以及在患有泌尿道感染的小鼠体内。

背景信息

  • “蛰伏”的细菌常常是链球菌性咽喉炎、葡萄球菌感染和泌尿道感染等疾病反复发作的原因,但目前没有治疗方法直接针对它们。

  • 使用现有的抗生素和糖治疗顽固性感染,可以让医生使用现有药物,而不是等待新药出现。通过提高现有治疗方法的有效性,这项技术还可以为患者节省服用多种抗生素疗程的费用和不适。

别着急

  • 就像任何仅在细胞和小鼠中测试过的治疗一样,在人体使用前还有一些问题需要解决。一个担忧是,人体患者可能会在药物到达细菌所在位置之前消化掉糖——尽管甘露醇,一种使用的糖,人体是无法消化的。

  • 糖似乎只对氨基糖苷类抗生素有杀菌增效作用,而不是对所有抗生素都有效。

未来展望

  • 研究人员目前正在调查同样的技巧是否能增强治疗结核病的抗生素。

参考文献:Kyle R. Allison, Mark P. Brynildsen, & James J. Collins. "Metabolite-enabled eradication of bacterial persisters by aminoglycosides." Nature, May 12, 2011. DOI:10.1038/nature10069

图片来源:美国农业部

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