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)美國疾病控制和預(yù)防中心的數(shù)據(jù),美國有超過200萬人每年都會產(chǎn)生對多種抗生素有抗藥性的細(xì)菌感染。
以前的研究表明配對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)的藥物存在下生長的4,000種大腸桿菌突變體組成。每個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)集來識別可以傳達(dá)細(xì)菌弱點(diǎn)的基因,并提供新的機(jī)會配對不同的藥物來對抗這些難以治愈的感染。
協(xié)同配對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)同配對的藥物。
本研究中最有希望的協(xié)同配對將疊氮胸苷(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試氟尿嘧啶和AZT對的有效性。與使用傳統(tǒng)的抗生素對甲氧芐氨嘧啶和磺胺甲嘧啶相比,協(xié)同藥物對減少了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。“為了評估治療的有效性,我們通常會稀釋樣本以計算剩余的細(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)對甲氧芐啶產(chǎn)生抗藥性,但氟尿苷仍然有效,甚至對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,只需幾個月的時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。
“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)計新的抗藥性對,”布朗說。
協(xié)同藥物配對也有可能減緩對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和國際上廣泛接觸到患者。”
對于下一步,布朗希望與臨床醫(yī)生合作,將一些已確定的藥物對進(jìn)行臨床試驗(yàn),以檢查其對抗人類難以治愈的細(xì)菌感染的有效性。
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