尋找完美匹配抗擊耐藥細(xì)菌的新方法
抗生素是20世紀(jì)的神奇藥物,但持續(xù)使用和過度處方已經(jīng)打開了讓細(xì)菌進(jìn)化出抗性的大門。根據(jù)美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù),美國(guó)有超過200萬(wàn)人每年都會(huì)產(chǎn)生對(duì)多種抗生素有抗藥性的細(xì)菌感染。
以前的研究表明配對(duì)抗生素比使用單一藥物更有效,但發(fā)現(xiàn)這些完美匹配已被證明是難以捉摸的。猶他大學(xué)健康大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種快速篩查方法,用于鑒定有益的現(xiàn)有FDA批準(zhǔn)的藥物,以對(duì)抗多重耐藥(MDR)細(xì)菌感染。結(jié)果在PLoS Biology上在線發(fā)表。
“通過協(xié)同配對(duì)FDA批準(zhǔn)的藥物,我們有可能比新藥更快地將這些藥物用于診所,這可能是昂貴且耗時(shí)的,無法創(chuàng)造和批準(zhǔn),”Jessica Brown博士,助理教授U Health的病理學(xué)。
布朗和她的團(tuán)隊(duì)分析了一種細(xì)菌數(shù)據(jù)集,該數(shù)據(jù)集由在100種FDA批準(zhǔn)的藥物存在下生長(zhǎng)的4,000種大腸桿菌突變體組成。每個(gè)突變體都缺少特定基因,并以特定方式與每種藥物相互作用,產(chǎn)生獨(dú)特的化學(xué)遺傳特征。
布朗傾注了化學(xué)遺傳特征數(shù)據(jù)集來識(shí)別可以傳達(dá)細(xì)菌弱點(diǎn)的基因,并提供新的機(jī)會(huì)配對(duì)不同的藥物來對(duì)抗這些難以治愈的感染。
協(xié)同配對(duì)比僅僅添加兩種藥物更有效。布朗說,它將每種藥物的有效性至少提高了四倍。
該方法確定了14種可以協(xié)同配對(duì)的藥物。
本研究中最有希望的協(xié)同配對(duì)將疊氮胸苷(AZT)(用于治療HIV-AIDS的最早的藥物之一)與氟尿苷(一種具有與常用處方抗生素甲氧芐氨嘧啶類似的化學(xué)遺傳特征的癌癥藥物)相結(jié)合。
布朗通過治療感染了甲氧芐啶抗性大腸桿菌的斑馬魚來測(cè)試氟尿嘧啶和AZT對(duì)的有效性。與使用傳統(tǒng)的抗生素對(duì)甲氧芐氨嘧啶和磺胺甲嘧啶相比,協(xié)同藥物對(duì)減少了10,000倍的細(xì)菌負(fù)荷。
“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)氟尿苷和AZT治療效果如何,”Morgan Wambaugh博士說。候選人與布朗一起工作。“為了評(píng)估治療的有效性,我們通常會(huì)稀釋樣本以計(jì)算剩余的細(xì)菌,但發(fā)現(xiàn)它們大部分都消失了。”
布朗解釋了這種特殊藥物對(duì)背后的力量。AZT阻斷DNA復(fù)制,而氟尿苷,如抗生素甲氧芐氨嘧啶,可以防止細(xì)菌修復(fù)DNA。雖然許多細(xì)菌已經(jīng)對(duì)甲氧芐啶產(chǎn)生抗藥性,但氟尿苷仍然有效,甚至對(duì)抗甲氧芐氨嘧啶抗性細(xì)菌,因?yàn)樗ㄟ^另一種機(jī)制起作用。
本研究中鑒定的幾種藥物目前不用作抗生素,但對(duì)MDR細(xì)菌產(chǎn)生有效反應(yīng)。
“重新使用FDA批準(zhǔn)的藥物可以加快監(jiān)管過程,因?yàn)檫@些藥物已被批準(zhǔn)用于人類,”布朗說。“這種方法可以為未來的藥物開發(fā)開辟新的研究方向,可以增強(qiáng)目前的抗生素治療,”Wambaugh繼續(xù)說道。
這種方法很快。布朗認(rèn)為,只需幾個(gè)月的時(shí)間就可以篩選更廣泛的FDA批準(zhǔn)的藥物用于額外的協(xié)同配對(duì)。
“一旦我們了解了每種藥物如何起作用的機(jī)制,我們就可以設(shè)計(jì)新的抗藥性對(duì),”布朗說。
協(xié)同藥物配對(duì)也有可能減緩對(duì)藥物治療的抵抗力的演變,盡管在本研究中沒有直接探索。
“我們很高興將這項(xiàng)工作擴(kuò)展到其他抗生素和傳染病,”布朗說。“我們希望這將使我們的新療法在美國(guó)和國(guó)際上廣泛接觸到患者。”
對(duì)于下一步,布朗希望與臨床醫(yī)生合作,將一些已確定的藥物對(duì)進(jìn)行臨床試驗(yàn),以檢查其對(duì)抗人類難以治愈的細(xì)菌感染的有效性。
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