研究人员开发了一种新的抗生素,可以减少或消除急性肺炎和败血症小鼠模型中的耐药细菌感染,同时保护小鼠肠道中的健康微生物。这种名为洛拉霉素的药物还可以预防艰难梭菌的二次感染,艰难梭菌是一种常见且危险的医院相关细菌感染,在细胞培养中对130多种耐多药菌株有效
《自然》杂志详细报道了这些发现
伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校化学教授Paul Hergenrother与前博士生Kristen Muñ共同领导了这项研究;oz.
“它们在治疗感染时杀死了我们的好细菌。我们想开始考虑下一代抗生素,它可以用来杀死致病菌,而不是有益细菌。”
许多研究发现,与抗生素相关的肠道微生物组紊乱会增加进一步感染的可能性,并与胃肠道、肾脏、肝脏和其他问题有关
“大多数临床批准的抗生素只杀死革兰氏阳性菌或同时杀死革兰氏阳性和革兰氏阴性菌,”Mu&ntide;oz说
革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌的细胞壁组成不同。革兰氏阴性菌有双层保护,使其更难杀死,Muñ;oz说
少数几种可用于对抗革兰氏阴性菌感染的药物也会杀死其他潜在有益的革兰氏阴性菌。例如,粘菌素是少数获准用于临床的仅含革兰氏阴性菌的抗生素之一,可导致艰难梭菌相关腹泻和伪膜性结肠炎,这是一种潜在的危及生命的并发症。研究人员写道,该药物对肝脏和肾脏也有毒性作用,“因此粘菌素通常仅作为最后的抗生素使用”
为了解决与不分青红皂白地靶向革兰氏阴性菌相关的许多问题,该团队重点研究了阿斯利康制药公司开发的一套药物。这些药物抑制Lol系统,这是一种脂蛋白转运系统,是革兰氏阴性菌独有的,在致病微生物和有益微生物中基因不同
除非研究人员首先在实验室中破坏关键的细菌防御,否则这些药物对革兰氏阴性感染无效。Hergenrother说,但由于这些抗生素在细胞培养实验中似乎能区分有益的和致病的革兰氏阴性菌,它们是进一步探索的有希望的候选者
在一系列实验中;oz设计了Lol抑制剂的结构变体,并评估了它们在细胞培养中对抗革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的潜力
研究人员发现,其中一种新化合物洛拉霉素选择性靶向一些“革兰氏阴性病原体的实验室菌株,包括大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和阴沟肠杆菌”。洛拉霉素对细胞培养的革兰氏阳性菌无明显作用。在更高剂量下,洛拉霉素可杀死高达90%的耐多药大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和阴沟肠杆菌临床分离株研究小组报告称,当口服给患有耐药性败血症或肺炎的小鼠时,洛拉霉素可挽救100%的败血症小鼠和70%的肺炎小鼠
进行了大量的工作来确定洛拉霉素对肠道微生物组的影响
“小鼠微生物组是模拟人类感染的好工具,因为人类和小鼠的肠道微生物组非常相似,”Muñ;oz说。“研究表明,导致小鼠肠道微生态失调的抗生素在人类中也有类似的作用。”研究小组发现,用标准抗生素阿莫西林和克林霉素治疗会导致小鼠肠道细菌群的整体结构发生显著变化,减少了几个有益微生物群的丰度
研究人员写道:“相比之下,在为期三天的治疗过程中或随后的28天恢复过程中,洛拉霉素没有引起任何分类学组成的剧烈变化。”
Hergenrother说,还需要多年的研究来扩展这一发现。洛拉霉素或其他类似化合物必须针对更多的细菌菌株进行测试,并进行详细的毒理学研究。任何新的抗生素也必须进行评估,以确定它们诱导耐药性的速度,这是一个迟早会在使用抗生素治疗的细菌中出现的问题这项研究证明了可以针对革兰氏阴性感染开发杀死病原微生物同时保留肠道有益细菌的抗生素的概念;Hergenrother说,一些最具挑战性的感染需要治疗
Journal information: Nature
Provided by University of Illinois at Urbana-Champaign
2024-09-15
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