限制急需的資源可能會(huì)使病原體相互抵抗，并防止出現(xiàn)耐藥性。新的研究表明，利用患者體內(nèi)病原體之間的競(jìng)爭(zhēng)可以延長(zhǎng)已經(jīng)存在抗藥性的現(xiàn)有藥物的壽命，并防止新藥出現(xiàn)耐藥性。一篇描述這種抗藥性生態(tài)學(xué)方法的論文發(fā)表在12月11日的“美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊”上。

“耐藥性正在阻礙艾滋病，結(jié)核病和瘧疾的控制，每年全世界共有300萬(wàn)人死亡，”賓夕法尼亞州立大學(xué)研究員，該論文的第一作者Nina Wale說(shuō)。“這也從復(fù)雜大手術(shù)和癌癥化療恢復(fù)，我們正面臨著一個(gè)很大的問題：有什么可以當(dāng)患者感染了我們做藥?耐藥病原體，否則會(huì)造成治療失敗，我們可以用其他藥物，但其他藥物可能無(wú)法獲得，開發(fā)新藥物是一個(gè)漫長(zhǎng)而昂貴的過(guò)程。通過(guò)利用宿主體內(nèi)寄生蟲之間的競(jìng)爭(zhēng)，我們?cè)O(shè)法使用現(xiàn)有藥物成功治療感染，即使是抗藥性寄生蟲已經(jīng)在那里了。“

當(dāng)病原體(例如寄生蟲，病毒或細(xì)菌)發(fā)展出允許其避免被藥物殺死的基因突變時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生耐藥性。即使只有一種個(gè)體病原體具有這種突變，這種情況通常是首次出現(xiàn)抗藥性的情況，一旦個(gè)體在藥物治療后幸存下來(lái)，就可以復(fù)制到數(shù)十億人口中。但抗藥性通常伴隨著成本，耐藥性病原體通常不像其他病原體那樣有效獲得某些資源，或者它們可能需要更多的資源。

“在沒有藥物治療的情況下，阻止病原體傳播的唯一因素就是對(duì)藥物治療敏感的病原體的競(jìng)爭(zhēng)，”賓夕法尼亞州立大學(xué)生物技術(shù)與生物技術(shù)教授Evan Pugh說(shuō)道，該論文的高級(jí)作者。“我們正在利用競(jìng)爭(zhēng)的自然力來(lái)控制抗藥性，并使用傳統(tǒng)藥物治療敏感藥物。”

研究人員操縱了瘧疾寄生蟲在感染過(guò)程中使用的小鼠飲用水中的一種營(yíng)養(yǎng)素 - 正如園丁可能通過(guò)肥料操縱營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)支持某些植物一樣。這種飲食干預(yù)與傳統(tǒng)藥物一起用作一種聯(lián)合療法。

“我們用傳統(tǒng)藥物治療感染了藥物敏感性瘧疾寄生蟲的小鼠，”Wale說(shuō)。“當(dāng)給予小鼠營(yíng)養(yǎng)素時(shí)，40%的小鼠治療失敗，我們通過(guò)各種測(cè)試證實(shí)，這是因?yàn)槟退幘晖蝗槐l(fā)。但當(dāng)營(yíng)養(yǎng)素有限時(shí)，感染沒有反彈因此，通過(guò)限制這種營(yíng)養(yǎng)素，我們可以防止出現(xiàn)耐藥性。“

研究人員隨后證實(shí)，他們的結(jié)果是由于寄生蟲之間的競(jìng)爭(zhēng)，而不是限制營(yíng)養(yǎng)素的其他一些影響。當(dāng)藥物處理的小鼠僅用抗性菌株感染并且營(yíng)養(yǎng)物受限時(shí)，抗性寄生蟲存活。但是，當(dāng)藥物處理的小鼠被敏感和抗性寄生蟲感染時(shí)，限制營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)阻止寄生蟲完全生長(zhǎng) - 即使最初存在的抗性寄生蟲的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)它們通常首次出現(xiàn)在宿主中時(shí)的數(shù)量。

“這項(xiàng)研究是一項(xiàng)原則驗(yàn)證，即生態(tài)操縱可以使藥物繼續(xù)使用，”Read說(shuō)，“即使是否會(huì)導(dǎo)致治療失敗的耐藥性病原體也會(huì)大量存在。人們已經(jīng)尋找抗性病原體的弱點(diǎn)，但他們是在沒有易感病原體的情況下做的。我們的工作表明，不涉及這種競(jìng)爭(zhēng)方面的研究缺少控制阻力的自然力量，而且缺少大量的操縱的可能性。“

這項(xiàng)工作提出了一個(gè)新的研究方向，使研究人員能夠利用病原體之間的自然競(jìng)爭(zhēng)來(lái)控制耐藥性的出現(xiàn)。對(duì)于像結(jié)核病和瘧疾這樣的感染，已經(jīng)存在對(duì)傳統(tǒng)藥物的耐藥菌株，研究人員必須接著確定耐藥菌株比敏感菌株更需要的資源或營(yíng)養(yǎng)素;確認(rèn)限制資源將導(dǎo)致抵抗菌株的消除;確定最有效的干預(yù)策略以消除資源;并確定干預(yù)的理想時(shí)機(jī)。對(duì)于正在開發(fā)新藥的感染，可以在藥物開發(fā)階段解決這些問題。

“研究人員已經(jīng)竭盡全力將耐藥性確定為藥物開發(fā)的常規(guī)部分，”Read說(shuō)。“你可以將限制資源的干預(yù)措施發(fā)展到藥物開發(fā)管道中。初始成本會(huì)增加，但在相對(duì)較小的初始投資之后，你可以延長(zhǎng)藥物的使用壽命。它花費(fèi)了一億美元或者更多地將新藥推向市場(chǎng)，因此收益可能相當(dāng)大。

“通常情況下，如果醫(yī)生在感染中檢測(cè)到耐藥性，他們就不會(huì)使用該藥物。如果您還有其他選擇，那也沒關(guān)系。但如果您還沒有其他選擇，那么這種操作就是允許的即使有抵抗力，你也要對(duì)病人進(jìn)行治療。“

除了Wale和Read之外，研究團(tuán)隊(duì)還包括賓夕法尼亞州立大學(xué)的Derek Sim，Matthew Jones和Rahel Salathe以及安大略省金斯頓女王大學(xué)的特洛伊日。這項(xiàng)工作由普通醫(yī)學(xué)研究所資助。