科學(xué)家正在努力發(fā)掘新的對策,以期對抗目前的抗生素?zé)o法戰(zhàn)勝的那些病菌日益增大的威脅。
一些研究人員在試驗(yàn)用銀等物質(zhì)與抗生素結(jié)合來提高它們的殺傷力,其他研究人員則在利用細(xì)菌基因排序,以幫助研發(fā)比以前的醫(yī)學(xué)手段更快殺滅細(xì)菌的新藥。
另一種策略意在讓 有害細(xì)菌無法感染人類而不是將病菌 一舉消滅。這樣一種技術(shù)可以通過破壞細(xì)菌的內(nèi)在機(jī)理來中和致病毒素。
醫(yī)療官員說,抗生素耐藥性對公共衛(wèi)生構(gòu)成了越來越大的威脅。像能夠引起尿路及其它感染的大腸桿菌和引起淋病的淋球菌這些常見病菌都變得越發(fā)難以治療,因?yàn)樗鼈儗股氐姆磻?yīng)日漸減弱。根據(jù)美國疾病控制與預(yù)防中心(Centers for Disease Control and Prevention,簡稱疾控中心)的數(shù)據(jù),美國每年有大約兩百萬人感染抗藥性細(xì)菌,由此造成的死亡人數(shù)達(dá)23,000人。疾控中心說它沒有歷史數(shù)據(jù)。
該中心說,最大的威脅之一是腸桿菌,這是一個(gè)自然棲居于腸道的病菌族群,其中包括大腸桿菌。現(xiàn)在每年有大約9,000例病例感染這種普通抗生素?zé)o法治愈的病菌,導(dǎo)致死亡的人數(shù)為610人,而1998年卻只有一例。疾控中心說,醫(yī)生現(xiàn)在給對 普通抗生素沒有反應(yīng)的人開的都是老藥,那些藥過去因引起腎功能損害等嚴(yán)重副作用而被停用了。
科學(xué)家說腸桿菌特別難消滅,因?yàn)樗囊粋€(gè)外層細(xì)胞壁可以阻止很多抗生素的侵入。身為波士頓大學(xué)和哈佛大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程教授的詹姆斯·J·科林斯(James J. Collins)最近和他的同事發(fā)現(xiàn)加入微量的銀——人們早已知道它具有抗菌的特性——可以讓萬古霉素這樣的普通抗生素殺滅大腸桿菌,而這種抗生素僅靠自身是不能有效消滅那種細(xì)菌的。科林斯說,看來銀讓細(xì)菌的外層細(xì)胞壁更容易被穿透,使抗生素得以進(jìn)入并發(fā)揮它的作用。他在六月的《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》(Science Translational Medicine)雜志上發(fā)表了這項(xiàng)研究成果。
美國新澤西州懷特豪斯站(Whitehouse Station, N.J.)的默克公司(Merck & Co.)研究人員現(xiàn)在把目標(biāo)鎖定在一種名為β-內(nèi)胺的上面,這種?棲身于某些細(xì)菌中并讓奉命去摧毀它們的抗生素失去效力。按照默克研究實(shí)驗(yàn)室(Merck Research Labs)抗菌素、抗真菌劑和非肝膽疾病病毒臨床開發(fā)負(fù)責(zé)人尼古拉斯·卡特索尼斯(Nicholas Kartsonis)的說法,通過在抗生素亞胺培南中加入一種名為MK-7655的抑制劑,研究人員成功地將一種引起尿路感染和肺炎的抗藥性細(xì)菌殺滅了97%。
合成生物制劑公司(Synthetic Biologics Inc.)通過在藥物里添加一種經(jīng)過改良的β-內(nèi)胺來發(fā)揮這種?中和抗生素的能力,其目的是在抗生素到達(dá)腸道(一種名為艱難梭狀芽孢桿菌(Clostridium difficile, or C. difficile)的細(xì)菌會(huì)在此產(chǎn)生副作用和抗藥性)時(shí)促進(jìn)抗生素的分解,但卻會(huì)讓血液中的抗生素毫發(fā)無損。總部位于馬里蘭州羅克維爾(Rockville, Md.)的這家公司負(fù)責(zé)研究與開發(fā)的約翰·莫納漢(John Monahan)說,這種方法將使病人能夠服用更大劑量的抗生素而不會(huì)引起胃腸性問題等典型副作用。
艱難梭狀芽孢桿菌會(huì)引起危及生命的腹瀉,每年造成了14,000人死亡。這種細(xì)菌可以在服用抗生素的住院患者中迅速傳播。雖然有治療艱難梭菌的藥物,但是這種細(xì)菌對用于治療其它類型感染的很多抗生素都具有抗藥性。
由于細(xì)菌種群抗藥性的增強(qiáng),抗生素會(huì)隨時(shí)間自然而然地失去它們的效力,因而需要持續(xù)研發(fā)新藥來取而代之。然而制藥公司研發(fā)抗生素的進(jìn)程在1990年前后大幅放緩,部分原因是它們的利潤相比其它用于治療慢性疾病的藥而言更低。人和家畜過度使用抗生素更是加劇了這個(gè)問題,它加快了耐藥細(xì)菌的生成速度。
“抗生素的壽命是有限的,因?yàn)榭剐缘漠a(chǎn)生不可避免,”舊金山加利福尼亞大學(xué)(University of California)的生物工程及治療科學(xué)教授邁克爾·菲施巴赫(Michael Fischbach)說,“因此,永遠(yuǎn)都會(huì)有推陳出新的需要。”
細(xì)菌有辦法保護(hù)自己,使其免受其它細(xì)菌的攻擊,而大多數(shù)抗生素都源自于它們所利用的毒素。發(fā)現(xiàn)和研發(fā)新的抗生素是一個(gè)漫長又緩慢的過程。現(xiàn)在科學(xué)家能夠更有效地細(xì)致觀察微生物,以期找到尚未發(fā)現(xiàn)的抗生素。他們通過給基因組測序,然后利用電腦分析結(jié)果來尋找能夠提示新抗生素配方的基因模式。一般來講,抗生素用10-40個(gè)基因進(jìn)行編碼。
紐約洛克菲勒大學(xué)(Rockefeller University) 小分子基因編碼實(shí)驗(yàn)室(the Laboratory of Genetically Encoded Small Molecules)負(fù)責(zé)人肖恩·布雷迪(Sean Brady)和他的同事最近瞄準(zhǔn)了六個(gè)基因序列。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)中似乎可以積極抑制耐萬古霉素(普遍用于治療腸道感染的抗生素)病原體的毒素基因已經(jīng)完成了編碼。這項(xiàng)研究發(fā)表在六月的《美國國家科學(xué)院院刊》(the Proceedings of the National Academy of Science)上。
這種抗生素是否在給人治病時(shí)有用還有待觀察,布雷迪說。制藥商說,找到新抗生素方面的主要問題不是它們不起作用,而是它們會(huì)引起嚴(yán)重的副作用或毒性反應(yīng)。
加利福尼亞大學(xué)菲施巴赫領(lǐng)頭的另一組研究人員對環(huán)境中發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌進(jìn)行基因組測序后,發(fā)現(xiàn)了一些能夠殺滅耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)的新抗生素。MRSA可以引起從皮膚感染到肺炎以及血液感染的一系列疾病。
一種不同尋常的策略是根本不打算消滅細(xì)菌,而只是讓細(xì)菌的有害程度降低。由于細(xì)菌只是在數(shù)量上達(dá)到一定值時(shí)(稱為最低數(shù)量(quorum))才會(huì)引起感染,研究人員正在尋找途徑破壞病菌之間用于互相交流的化學(xué)信號(hào)。另一種辦法意圖要中和毒素或者破壞細(xì)菌感染所必需的其它信號(hào)分子。
“我們并不挑起和它們的決斗,而主要是引起它們的混亂,使其不會(huì)引起感染,”加拿大安大略省哈密爾頓市(Hamilton, Ontario)麥克馬斯特大學(xué)(McMaster University)的生物化學(xué)及生物醫(yī)學(xué)教授格里·賴特(Gerry Wright)說。
洛克菲勒大學(xué)的布雷迪和他的團(tuán)隊(duì)證明,對一組基因加以干擾降低了一種能夠引起肺部、骨骼和關(guān)節(jié)感染的細(xì)菌的毒性。這隊(duì)研究人員去年年底將他們的研究發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)志》(Journal of the American Chemical Society)上。