研究人员开发对抗抗生素耐药性细菌的发光“新武器”

由德克萨斯大学奥斯汀分校的科学家领导的一个研究小组已经开发出化学“探针”，以帮助识别一种由某些类型的大肠杆菌和肺炎链球菌产生的酶，这种酶已知可分解几种常见类型的抗生素，使这些细菌对治疗产生危险的抗性。

德克萨斯大学奥斯汀分校化学系副教授、该团队的主要研究人员之一Emily Que说：“为了应对抗生素治疗，细菌已经进化出各种机制来抵抗这种治疗，其中之一就是制造酶，基本上在抗生素发挥其作用之前就将其‘嚼烂’。我们开发的这种工具为我们提供了关键的信息，可以使我们领先致命的细菌一步。”

在5月26日在线发表在《美国化学学会杂志》上的一篇论文中，研究人员将目光锁定在被称为新德里金属-β-内酰胺酶（NDM）的细菌酶所带来的威胁上。他们着手创造一种分子，当它与NDM酶接触时就会发光。当这些化学“探针”被添加到一个试管中时，它们与酶结合并发光。这样的工具可以用来提醒医生，什么样的细菌威胁正在影响他们的病人，并告诉他们应该使用哪种抗生素。

NDM可以分解青霉素、头孢菌素和碳青霉烯类的抗生素，它们是一些最安全和最有效的细菌感染治疗方法。其他类别的抗生素也存在，但它们可能有更多的副作用，有更多的药物相互作用，而且在世界的一些地方可能不太容易得到。

除了显示NDM酶的存在，Que和Walt Fast（化学生物学和药物化学教授）开发的萤光化学“探针”可能有助于找到一种不同的方法来对抗这些抗性细菌。医生对抗性细菌使用的一种治疗方案是将普通抗生素和一种抑制剂结合起来。虽然目前还没有已知的针对NDM生产型细菌的临床有效抑制剂，但Que的探针可以帮助找到一个。

一旦探针与酶结合并开始发光，如果引入一个有效的抑制剂，它将使“探针”松动，发光将停止。这使科学家能够非常迅速地测试大量的潜在药物–Que和Fast希望在未来继续进行这项研究。

德克萨斯大学奥斯汀分校博士毕业生、该论文的主要作者Radhika Mehta说：“这使我们能够努力开发治疗方法，并最终了解这种蛋白质的进化特征。”Mehta目前是加州大学伯克利分校莫森实验室的博士后研究员。

该研究还考察了一个被称为营养免疫的过程，它来自于人体对感染的反应而产生的蛋白质。这些蛋白质抢走了体内所有可用的金属，例如制造NDM所需的锌，使细菌更容易受到攻击。

“这种细菌自2008年被发现以来的演变表明，它不仅在发展抗生素抗性，而且还试图对抗这种自然的人类免疫过程。这是特别可怕的，”Que说。

Que开发的“探针”也可用于研究营养免疫和NDM，因为它只在形成酶所需的锌存在时才会发光。