“超级细菌”遇上新对手 凝血因子能否成为抗菌利器

2019-08-18 张梦然 科技日报

多重耐药细菌的出现,是一种细菌变异及过度使用抗菌药物造成的严重后果,其导致的感染,会造成紧急公共卫生风险。因为目前,尚缺乏对抗这一类细菌的有效药物。不过,科学家们最近发表在国际期刊《细胞研究》上的一项研究发现,凝血因子——受伤后参与血液凝固的血液成分——或能为对抗多重耐药细菌提供新策略。抗菌药滥用导致的风险超级细菌被认为是全球医疗健康领域最具挑战性的目标之一,几乎让人类陷入了无药可用的窘境。因为大

多重耐药细菌的出现,是一种细菌变异及过度使用抗菌药物造成的严重后果,其导致的感染,会造成紧急公共卫生风险。因为目前,尚缺乏对抗这一类细菌的有效药物。

不过,科学家们最近发表在国际期刊《细胞研究》上的一项研究发现,凝血因子——受伤后参与血液凝固的血液成分——或能为对抗多重耐药细菌提供新策略。

抗菌药滥用导致的风险

超级细菌被认为是全球医疗健康领域最具挑战性的目标之一,几乎让人类陷入了无药可用的窘境。因为大部分抗生素都对其不起作用。不过,尽管人们对“超级细菌”这一名称更为熟悉,但它们的准确称呼应该是“多重耐药性细菌”,并不特指一种细菌,而是泛指对多种抗生素具有耐药性的细菌。

目前认为,这种微生物耐药率不断提高的原因主要是,抗菌药的不合理使用及滥用。多重耐药细菌感染因此出现,感染患者往往会有病情复杂、治愈困难等特点。因为多重耐药菌除了顽强,还兼有“与时俱进”的能力——它们中的一些已经能躲避免疫系统的攻击。

而且,多重耐药菌很容易就通过污染的手、物等方式进行传播,容易造成大面积感染,甚至导致死亡。推进多重耐药菌感染防控,对于公共卫生事业来说意义重大。

“利器”或就在人体内

科学家们认为,体内缺乏凝血因子——例如像有凝血障碍的血友病患者那样,与罹患败血症、肺炎等细菌性疾病存在相关性,暗示这些凝血因子可能在凝血的同时也有抗感染的作用。

来自中国四川大学的一个研究团队发现,凝血因子VII、IX和X除了在凝血过程中有重要作用,可能还可以对抗革兰氏阴性菌,其中包括像绿脓杆菌(Pseudomonasaeruginosa)和鲍曼不动杆菌(Acetinobacterbaumannii)这样广泛抗药的细菌。

绿脓杆菌和鲍曼不动杆菌,这两种细菌最近被国际卫生组织(WHO)列入因抗药性而对人类健康威胁最大的12种细菌之列。革兰氏阴性菌的特点是,它有由一层内细胞膜、一层薄的细胞壁和一层外细胞膜组成的包膜,这使得它们更难被杀灭。

论文的通讯作者宋旭表示:“在研究中,我们发现人体内的一类抗菌性蛋白可以有效对抗耐药的‘超级细菌’。许多抗菌物质都是针对细胞代谢过程或者细胞膜,但这些蛋白不同,它们是通过水解破坏细菌外膜的脂多糖来起作用的。脂多糖对于革兰氏阴性菌的存活十分重要。”

下一步应低成本大规模生产

凝血因子这种水解细菌包膜中重要脂多糖的能力,表明它们可能有抗革兰氏阴性菌的潜力。

通过进一步探索其中机理,研究人员发现,凝血因子是通过轻链——两种蛋白组成部分之一——在细菌上起效的,另一个蛋白组分(重链)没有此效果。

在实验室培养环境下,探究人员将轻链加入大肠杆菌中,清晰观察到细菌的细胞包膜先是出现损伤,然后在4个小时内整个细菌细胞几乎被完全破坏。

团队发现,凝血因子VII的轻链对所有被检测的革兰氏阴性菌都有效。轻链与凝血因子在感染绿脓杆菌和鲍曼不动菌的小鼠体内都可以有效抗感染,重链则无效果。

宋旭表示,目前已知没有任何一种抗菌物质是通过水解脂多糖起效的。明确以脂多糖水解为基础的抗菌机制和凝血因子的抗菌特点,结合以较低成本大规模生产这些凝血因子的能力,或能提供性价比高的新策略,用来对抗由抗药性革兰氏阴性菌引发的紧急公共卫生危机。

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