全世界防治致病细菌的最后一道防线就是新的战士:万古霉素3.0。其前身万古霉素1.0自1958年以来一直用于抗甲氧西林金黄色葡萄球菌等危险感染。但是随着抗性细菌的兴起使其效能变得钝化,科学家已经设计出更强效的药物万古霉素2.0版本。现在,版本3.0具有独特的三管齐下的杀菌方法,可以使医生成为抗药菌的强大新武器,并帮助研究人员设计更耐用的抗生素。
耶鲁大学的化学家斯科特·米勒(Scott Miller)说,“这很特别,他没有参与到新的工作中。“这真的是数十年努力的结果。”
万古霉素长期以来被认为是“最后的药物”,通过防止细菌建立细胞壁而死亡。它结合称为肽的构建壁蛋白片段,特别是以两个拷贝的氨基酸D-丙氨酸(D-ala)结束的蛋白质片段。但细菌已经演变。许多人现在用D-乳酸(D-lac)代替一个D-ala,大大降低了万古霉素与其靶标结合的能力。今天,性传播已经使危险的感染,如耐万古霉素肠球菌(VRE)和耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)正在变得越来越普遍。根据美国疾病控制和预防中心,每年约有23,000名美国人死于17种抗生素耐药性感染(尽管很难解析万古霉素抗药性)。
为了解决D-lac问题,由加利福尼亚州圣地亚哥斯克里普斯研究所的化学家Dale Boger领导的研究人员开始合成新版本的万古霉素,其结合D-ala和D-lac结束的肽。同时,其他团体开发了万古霉素杀死细菌的新方法:一种改变发现了一种阻止细胞壁构建的新方法,另一种则导致外壁膜渗漏,导致细胞死亡。
现在,博格和他的同事将所有这三种武器组装成一种万古霉素类似物。他们在本周在美国国家科学院院刊上报道,新抗生素对VRE和VRSA等微生物的抗性至少要高出2.5万倍。此外,当博格的研究小组对新的三部分类似物进行万古霉素抗性细菌测试时,即使在50轮之后,微生物也不能发挥抗药性。许多抗生素在几轮之后就开始失败了。这表明新化合物可能比目前的抗生素更耐用,博格尔说。
“生物体不能同时找到围绕三个独立的行动机制的方式,”他说,“即使他们找到解决方案之一,这些生物仍然会被另外两个机构杀死。”
米勒补充说,当研究人员测试一种新化合物以观察是否阻止细菌生长时,抗生素经常被发现。相比之下,这项工作显示了合理设计新型抗生素以抵抗弱者的微生物的力量。“设计上做两件事情很难。通过设计来做三件事情更加困难。“
然而,博格尔警告说,新化合物尚未准备好进行人体试验。接下来,他和他的同事们计划削减制造新化合物所需的30个化学步骤,希望能够更便宜地生产。然后他们会在动物身上测试他们的药物,最后是人类。如果通过这个手段,人类对危险感染的最后防线将会变得更加强大。