Nature：科学家或开发出抵御耐药细菌的新一代药物

Nature：科学家或开发出抵御耐药细菌的新一代药物

2016年2月26日讯 刊登在Nature上的一项报告中，东英吉利大学的科学家们距离解决抗生素耐药性问题又近了一步，他们揭示了耐药性细菌如何维持一种特殊的防御屏障来抵御抗生素的作用，该研究发现或帮助科学家们开发多种杀灭耐药性细菌的疗法，同时也可以帮助理解和机体多种障碍相关的人类细胞异常现象的发生，比如和糖尿病、帕金森疾病等。

本文研究受到威康信托基金会（The Wellcome Trust）支持，文章中研究人员主要对革兰氏阴性菌进行了研究，这类细菌对抗生素产生耐药性主要是因为细菌细胞存在不通透的外膜结构，而细菌外膜可以充当防御屏障来阻断人类机体免疫系统和抗生素药物的共计，从而使得病原菌存活，但移除该屏障就可以引发细菌对药物更加敏感。

此前研究者揭示了耐药性细菌防御屏障的“致命要害”，但具体这种防御性细胞壁如何建成和维持，即装配机器如何构建的机制，研究者却并不清楚。研究者Changjiang Dong教授表示，细菌的多重耐药性是全球健康所面临的巨大挑战，当前很多抗生素都束手无策，而耐药性细菌每年会引发成千上万人死亡，而且这种超级耐药细菌的数量还在持续上升。

所有的革兰氏阴性菌都存在一种防御性的细胞壁，β桶蛋白质可以形成细胞壁的大门，为营养物质的输入和重要生物分子的输入把关；β桶结构装配的“细胞机器”（BAM）主要负责构建细胞壁的大门，而阻断这种特殊结构似乎是杀灭细菌的致胜法宝。研究者指出，大肠杆菌的β桶结构装配的“细胞机器”包括5个亚单位：BamA， BamB， BamC， BamD和BamE，研究人员想知道这些亚单位如何互相结合，从而将外膜蛋白插入到了细胞壁的外膜中。

随后研究者表示，整个的β桶结构装配的“细胞机器”可以分为两种状态，即起始和完成状态，5个亚单位可以形成一种环状结构，并且互相结合利用一种新型的旋转和插入机制来完成外膜蛋白的插入工作。研究者的工作首先就是阐明整个BAM复合体，该复合体对于革兰氏阴性菌生存非常关键，当然这对于后期他们开发新一代抵御抗生素耐药性细菌的药物也提供了希望。

在人类线粒体中也存在一种类似的名为分类组装复合物（SAM），其主要负责构建线粒体外膜的外膜蛋白，线粒体外膜蛋白异常和很多疾病发生直接相关，比如糖尿病、帕金森疾病等，而本文研究也对于研究此类疾病的发生机制提供了一定的线索和基础。

科学家利用细菌的趋磁性携带药物并摧毁肿瘤

不可逆标靶药物 助晚期肺癌一线击出抑制肿瘤安打甲状腺癌治疗现曙光　口服标靶药物纳健保癌症末期转中期！　居家化疗助提升生活品质结核病患是罹患肺癌的高危险族群 癌症，这个人人闻之丧胆的疾病，在现代社会中显得越来越常见。我们的身体是由无数的细胞所组成的，而又称为恶性肿瘤的癌症，指的是细胞不正常增生。肿瘤之所以难以治疗，是因为癌细胞生长的方式，与一般的细胞完全不同，而癌细胞内部与外部的治疗方式也不同。由于癌细胞内部含氧量低，其新陈代谢与肿瘤外部快速扩增的细胞有天壤之别。

以细菌的趋磁性直达肿瘤中心

正因此，蒙特娄大学和麦吉尔理工大学的研究人员，近日在癌症研究方面取得惊人的突破，这项发 Nature Nanotechnology期刊上名为 “Mago-aerotactic bacteria delivery drug-containing nanoliposomes to tumor hypoxic regions” 的研究，指出一种 细菌，能透过血液导航携带新型的奈米辅助剂，成功让55% 的细菌穿过肿瘤低氧区域， 精确地施用药物。研究员使用的细菌，是一种称为 MC-1 的趋磁细菌。他们在细菌上装载了抗癌药，并将其注射入 20 只小鼠的肿瘤附近，然后利用磁场引导细菌将这些药物送往肿瘤中心地带。

这种以趋磁细菌注射药物的方式，能比目前标靶药物更有效地对付肿瘤细胞。如这疗法成功通过临床测试，以后病人将不必接受手术移除肿瘤，除了避免危及器官和周围健康组织的完整性，更可削减对人体健康区域可能造成伤害的化疗使用剂量，从显著减少化疗可怕的副作用。

研究负责人、蒙特利尔理工的 Sylvain Marte解释：「该研究利用超过一亿个具备自行推进能力的鞭毛细菌，令其装载抗癌药物，并将其注射入 20 只实验老鼠的结肠直肠肿瘤附近，接着利用磁场直引载满药物的细菌直接前往肿瘤的中心地带」研究人员首先运用一个较弱的磁场指引载药细菌前往肿瘤。当趋磁细菌进入肿瘤内部时，在离缺氧区较近的地方，研究人员就关闭磁场，让细菌能利用他们内在的含氧量感应前往肿瘤的低氧区。而低氧区对大多数疗法都有抗性，这个缺氧趋势由于迅速增殖的肿瘤癌细胞大量消耗氧气所产生的。因此，当趋氧菌进入肿瘤时，奈米药剂可以自行检测贫氧的肿瘤区域，直达 0.5% 含氧量的肿瘤中心。

携带罗盘的细菌

为了通过微小的路径和复杂的生理环境，Martel教授团队使用的细菌依赖于两个自然系统。借由携带系列的奈米粒子，而允许细菌在研究人员所规定的磁场方向上移动，而测量氧浓度的感应器，能使其直达并保留在肿瘤的活动区域。借由这两种系统Martel教授补充说：“这种创新使用奈米传递体的方式，解决了目前所有治疗肿瘤药物都面对的一个问题，亦即如何将要物有效的送达需要治疗的地方，要知道化疗对人体伤害极大，所以这种趋磁细菌的前景可观。如我们能利用这种天然的奈米士兵，将药物运送到标靶目标，这将可在降低副作用的同时提高治疗效果。」

科学家称超级细菌已能抵抗手洗消毒液了？

在世界各地的医院中，含有异丙醇或乙醇消毒剂的手洗消毒剂目前正被广泛应用，它确实可以降低名为耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的超级细菌的感染率。?

但一件可怕的事情正在发生：根据近日发表在《科学》杂志子刊《科学·转化医学》期刊上的一项研究，这种流行的基于酒精的手洗消毒液，现在走在了和抗生素相同的道路上——超级细菌在不断发展中，已经能够抵抗手洗消毒液。?
2009年以后，细菌耐受性更强?
基于酒精的手洗消毒剂，通常包含了七成以上的异丙醇或乙醇。它们一般能消灭细菌——酒精通过撕开细菌的外膜来杀死它们。因此，这种洗手液以及相关手部清洁方案，在全球范围内都是卫生保健机构控制感染的主要策略，这种方式的引入使得医院中部分获得性感染大幅下降。?
然而，原本能轻而易举被杀死的细菌菌株，却逐渐演变出了抵抗能力。?
研究人员的调查显示，一种名为屎肠球菌（Enterococcus faecium）的细菌在医院中的感染有上升趋势。?

为了更好地了解这种细菌传播的细节，研究团队对1997年至2015年之间在澳大利亚两家医院收集的细菌样本进行了详细分析。结果发现，细菌逐渐能抵抗基于酒精的消毒剂。研究称，与2004年之前收集的细菌样本相比，2009年以后收集的样本对酒精的耐受性更强。?
报告指出，2002年医院开始使用含酒精的消毒剂，在收集细菌样本的这两家医院，2001年每月使用100升含酒精的洗手液，但2015年每月使用1000升，用量增加了10倍。?
酒精类消毒剂反成“帮凶”？?
一方面，细菌逐渐改进了它们对酒精的忍受能力；而另一方面，医院仍在增加使用酒精消毒剂以改善卫生条件和阻止细菌扩散。结合细菌监测数据及小鼠相关实验，研究人员认为，医院采取的酒精消毒措施可能“适得其反”，反而扩大了耐抗生素细菌的传播。?
这种肠球菌原本是人类和许多动物中的一种肠道共生菌，但肠球菌的特点就是能生成抵抗药物的物质，使自己不容易被抗生素杀死，而且还容易散播抗药性，几乎已经成为临床感染的重要致病菌。?

研究团队的报告显示，目前肠球菌约占全世界医院获得性细菌感染病例的1/10，也是北美和欧洲败血症病例的第四和第五大致病因素。而屎肠球菌又是所有肠球菌感染症中最难治疗的——在澳大利亚的调查发现，屎肠球菌导致了该国1/3的肠球菌感染病例，其中90%都对氨苄青霉素有抗药性，50%对万古霉素也有抗药性。?
更棘手的是，现在发现，就算对其使用酒精类消毒剂，细菌的耐药性仍会持续增加。?
医院需优化消毒方案?
这一新发现意味着，医院原本指望加大酒精类消毒剂的使用以达到阻止细菌传播、降低感染的目的，但是这样做却使得抗药的屎肠球菌提升了其酒精耐受性。?
但研究人员也表示，他们还需要更多研究来验证和理解这种“酒精抵抗能力”。?
不过，无论造成该细菌抗酒精的原因是什么，它都正在破坏基于酒精消毒剂的标准预防措施的有效性。因此，在某种程度上，这似乎也揭示了为什么欧洲、亚洲以及美洲的医院，都报告了耐万古霉素肠球菌感染的增加。?
鉴于此，研究人员呼吁医院重新考量基于酒精的消毒方案，并做出优化。包括足够的用量、充足的消毒时间，以及配合使用或者增加其他清洁制剂与消毒方式。?

「饿」死癌细胞！美国科学研发新抗癌药物登《Nature Medicine》

降低家族癌症风险的保护伞台湾学者发现「恐龙胶原蛋白」登《Discover》全球百大致命药物过敏新疗方 长庚医疗登国际知名期刊哺乳妈妈 *** 肿胀误认乳腺炎　延迟就医已成晚期癌 美国南部范德比大学医学中心(Vanderbilt University Medical Center)的科学家近日发现一种新型的小分子药物，能够抑制癌细胞吸收「麸酰胺酸」，使癌细包受处饥饿状态而停止生长，此研究为癌症治疗药物开启新的方向，并且已刊登在医学研究期刊《自然医学》(Nature Medicine)。

麸酰胺酸为癌细胞能量来源 若不足则无法顺利成长

麸酰胺酸(glutamine)又称左旋麸酰胺酸，是合成DNA、蛋白质所需的原料，不但能提供能量，它也与细胞内的讯息传递及清除细胞内的活性氧类（Reactive oxygen species，ROS）有关。癌细胞不断的细胞分裂是造成人类癌症恶化的主因之一，而此行为是需要大量的蛋白质及DNA，因此许多癌细胞是非常需要麸酰胺酸的能量供给，若麸酰胺酸补充不足，则癌细胞就无法顺利成长。

麸酰胺酸运输蛋白(ACST2)为癌细胞生长的关键

细胞外的麸酰胺酸需要倚靠特殊「运输蛋白」的运输才能顺利进入细胞内来运用，因此许多癌细胞都会大量表现一种名为 ACST2 的「麸酰胺酸运输蛋白」以增加利用麸酰胺酸在体内的的作用率。已有研究证实，肺癌、乳癌及大肠癌细胞表现愈高量的 ACST2，病人的病情愈严重、存活期愈短。研究也已发现，若减低 ACST2 基因的表现量，则癌细胞的生长会明显受阻，病人的存活率也就愈高。

本研究的主导教授Charles Manning指出，癌细胞的新陈代谢与正常细胞差别很大，因此科学家利用癌细胞的这个特性，运用化学方法可以准确分辨何为健康细胞，何为癌细胞，而得以研发抗癌新药物与新的癌症诊断技术。

范德比大学研究团队本次的突破在于，他们开发出一款能极有效抑制 ACST2 活性的药物（V-9302），在细胞培养实验及动物实验，该药物都能显著地抑制癌细胞及肿瘤生长，并增加癌细胞内 ROS 造成的伤害，导致癌细胞走向死亡。实验结果让研究团队深信，锁定「麸酰胺酸运输蛋白」攻击将是发展新一代癌症标靶药物非常有潜力的方向。

新型「正电子放射断层摄影」能筛检出适合新药物治疗之癌症病患

但如同一般抗癌药物，抑制ACST2的药物并非对每一种癌症皆有效，而是只对 ACST2 运送能力较强的癌细胞有效，因此专家们仍需要筛选出适合此药物的病患，才能真正发挥此药物的功效及经济效益。幸运的是，新型「正电子放射断层摄影」（简称正子造影，Positron Emission Tomography）技术具筛检出高度仰赖麸酰胺酸之肿瘤的潜力，有机会帮助挑选出适合以 V-9302 治疗的癌症病患。

参考文献:

1.Targeting Cancer by Glutamine Transporter Blockade

2.Targeting Cancer Metaboli *** : Dietary and Pharmacologic Interventions

话题： 抗癌, 生医新知, 癌症, 癌症治疗, 精准医疗

青霉素是谁发明的？

青霉素的发明者是英国细菌学家亚历山大·弗莱明。
亚历山大·弗莱明首先发现青霉素，后经英国病理学家弗劳雷、德国生物化学家钱恩进一步研究改进，并成功的用于医治人的疾病，三人共获诺贝尔生理或医学奖。
青霉素的发现，是人类找到了一种具有强大杀菌作用的药物，结束了传染病几乎无法治疗的时代。
青霉素不断保持领先地位的一个原因在于它对许多有害微生物都有效。该药能有效地治疗梅毒、淋病、猩红热、白喉以及某些类型的关节炎、支气管炎、脑膜炎、血液中毒、骨骼感染、肺炎、坏疽和许多其它种疾病。

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