麻省理工學院的科學家報告說，通過提供抗生素藥物和益生菌的組合，他們可以根除兩種經(jīng)常感染傷口的耐藥細菌。為了達到這個目的，他們將益生菌包裹在海藻酸鹽的保護層中，海藻酸鹽是一種生物相容性材料，可以防止益生菌被抗生素殺死。

該小組的研究(“以生物膜為靈感的益生菌膠囊治療復雜感染”)發(fā)表在《先進材料》雜志上。

“抗菌素耐藥性的出現(xiàn)對衛(wèi)生保健構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。益生菌提供了一種潛在的替代治療方法，但往往與抗生素本身不相容，降低了它們的整體治療效用。這項研究使用生物膜激發(fā)的益生菌膠囊提供臨時的抗生素保護，使益生菌和抗生素能夠共同使用，”研究人員寫道。

益生菌被包裹在藻酸鹽中，藻酸鹽是假單胞菌生物膜的關(guān)鍵組成部分。在暴露于抗生素妥布霉素后，包裹的益生菌的生長和代謝活動不受妥布霉素的影響，它們比游離益生菌具有4 log的生存優(yōu)勢。這是由于海藻酸鹽珠的外圍被妥布霉素隔離，阻止其擴散到核心，但又允許益生菌的副產(chǎn)品向外擴散。

“研究表明，用妥布霉素聯(lián)合包裹的益生菌進行共培養(yǎng)，可以完全根除耐甲氧西林金黃色葡萄球菌和銅綠假單胞菌，這兩種細菌是慢性創(chuàng)傷中最常見的細菌。”

“現(xiàn)在有太多的細菌對抗生素產(chǎn)生抗藥性，這對人類健康是一個嚴重的問題。”我們認為治療它們的一種方法是封裝活益生菌，讓它發(fā)揮作用。

研究人員說，如果這種益生菌/抗生素的組合在未來的動物和人類試驗中被證明是成功的，那么它可以被用于傷口的敷料，在那里它可以幫助治愈感染的慢性傷口。

Robert Langer、科學博士cari jo clark。他是戴維h科赫研究所(David H. Koch Institute)的教授，也是科赫研究所的成員，也是這篇論文的資深作者。李志浩，前麻省理工學院訪問科學家，是這項研究的主要作者。

李說，科學家之前已經(jīng)測試過將益生菌應(yīng)用于慢性傷口的想法，他們在燒傷患者的研究中取得了一些成功。然而，益生菌菌株通常無法對抗感染傷口中的所有細菌。將這些菌株與傳統(tǒng)抗生素結(jié)合使用將有助于殺死更多的致病菌，但抗生素也可能殺死益生菌。

麻省理工學院的研究小組設(shè)計了一種方法，通過封裝益生菌來解決這個問題，這樣它們就不會受到抗生素的影響。他們選擇海藻酸鹽，部分原因是海藻酸鹽已經(jīng)用于慢性傷口的敷料中，它有助于吸收分泌物，保持傷口干燥。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)藻酸鹽是細菌形成的生物膜的一種成分，這種生物膜可以保護細菌免受抗生素的侵害。

“我們研究了生物膜的分子組成，發(fā)現(xiàn)海藻酸鹽對于假單胞菌感染非常重要，因為它能抵抗抗生素，”李說。“然而，到目前為止，還沒有人利用這種能力來保護好細菌免受抗生素的侵害。”

在這項研究中，研究人員選擇了一種名為Bio-K+的商業(yè)益生菌，它由三種乳酸菌菌株組成。已知這些菌株可以殺死耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。它們的具體作用機制尚不清楚，但有一種可能性是，這些病原體容易受到益生菌產(chǎn)生的乳酸的影響。

另一種可能性是，益生菌分泌抗菌肽或其他蛋白質(zhì)，殺死病原體或破壞其形成生物膜的能力。

研究人員將膠囊化的益生菌與抗生素妥布霉素(tobramycin)一起服用，他們之所以在其他經(jīng)過測試的抗生素中選擇妥布霉素，是因為它能有效殺死銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)，這是傷口感染中常見的另一種菌株。在實驗室培養(yǎng)皿中培養(yǎng)的MRSA和銅綠假單胞菌暴露于包膜生物k +和托布霉素的聯(lián)合作用下，清除所有病原菌。

“這是一個相當劇烈的影響，”Jaklenec博士說。“它徹底消滅了細菌。”

當他們用未封裝的益生菌做同樣的實驗時，益生菌被抗生素殺死，使得MRSA細菌得以存活。

“當我們只使用一種成分時，無論是抗生素還是益生菌，都無法根除所有的病原體。”這在臨床環(huán)境中是非常重要的，因為你的傷口上有不同的細菌，抗生素不足以殺死所有的細菌。

研究人員設(shè)想，這種方法可以用于開發(fā)新型繃帶或其他嵌入抗生素和海藻膠囊益生菌的傷口敷料。在此之前，他們計劃在動物身上，甚至可能在人類身上，進一步測試這種方法。

“海藻酸鹽的好處是它得到了fda的批準，我們使用的益生菌也得到了批準，”李說。“我認為益生菌可能會在未來給傷口治療帶來革命性的變化。”通過我們的工作，我們擴大了益生菌的應(yīng)用可能性。