Nature子刊:结核病治疗的一大进步

【字体: 时间:2022年10月11日 来源:Nature Chemical Biology

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  结核病是一种传染病,在2020年导致150万人死亡,最常用的治疗方法是四种药物的混合物,必须服用长达6个月。然而,这种治疗方案可能会产生意想不到的后果,导致抗生素耐药性,一方面是因为人们可能无法完成整个治疗过程,另一方面,更直接的原因是,其中一种药物可以作用于结核分枝杆菌以外的细菌,包括对健康和幸福至关重要的肠道菌群成分。最近,研究人员发现了一种抗菌化合物,他们将其命名为evybactin,它可以选择性地对结核分枝杆菌起作用。

  
   

Scheme of the incorporation of evybactin and resistance mechanism    

evybactin的选择性机理。Evybactin (EVY)通过BacA(结核分枝杆菌)和SbmA(大肠杆菌)转运体运输进入细菌细胞。然而,在大肠杆菌中,evybactin被药物外排泵acab - tolc去除。结果,evybactin选择性地杀死了结核分枝杆菌。    

Evybactin是一种DNA旋转酶抑制剂,可以选择性地杀死结核分枝杆菌。

肺结核,一种致命的传染病,最常见的治疗方法是四种药物的鸡尾酒,必须服用长达6个月。然而,这种治疗方案可能会产生意想不到的后果,导致抗生素耐药性,一方面是因为人们可能无法完成整个治疗过程,另一方面,更直接的原因是,其中一种药物可以作用于除结核分枝杆菌以外的其他细菌包括对健康和幸福至关重要的肠道菌群成分。

最近,研究人员发现了一种抗菌化合物,他们将其命名为evybactin,可以选择性地对其产生作用结核分枝杆菌

他们的研究结果发表在2022年8月22日的《Nature Chemical Biology》上。

第一作者Yu Imai、在东北大学抗菌素研究中心教授Kim Lewis的指导下发现了新的抗菌素:“放线菌和丝状真菌等微生物长期以来一直被用作抗生素的来源。然而,近年来,随着已知物质被重新分离,从这些微生物中发现新的抗生素变得越来越困难。近年来,我们成功地从线虫共生菌Photorhabdus中发现了几种抗生素并证明这种细菌是发现新抗生素的有用来源。”

这个发现导致了一个想法Photorhabdus 可能产生对结核分枝杆菌有效的抗生素,研究人员说。为了测试来自Photorhabdus 的抗生素是否对结核分枝杆菌和仅对结核分枝杆菌有效,也就是说,它不会对身体中其他通常健康的细菌产生意想不到的副作用,研究人员测试了由Photorhabdus 制备的培养物,结果它对结核分枝菌和金黄色葡萄球菌(一种导致葡萄球菌感染的细菌)都有效。

“我们过去 这种方法被称为差异筛选,它使我们能够在筛选的早期阶段排除可能表现出广谱或细胞毒性活性的抗生素,”Imai说。“因此,鉴别筛选是发现具有物种特异性活性的抗生素的极好方法。”

与此同时研究人员发现了一种新的抗菌素,evybactin,这是一种DNA旋转酶抑制剂,他们证明了它仅靶向结核分枝杆菌。他们发现,evybactin由一种疏水化合物的载体BacA在目标细菌内部穿过细胞膜,然后与DNA旋转酶的一个特定位点结合。

这一发现意义重大,不仅因为发现evybactin可以用于治疗结核病而不引起抗生素耐药性的直接好处,还因为发现evybactin的方法的意义,因为该方法可能被用于发现更多的抗生素。

Imai说:“在这项研究中,我们证明了通过使用相对未接触的微生物作为有用抗生素的搜索源,找到新的抗生素是可能的。”

而简单的动物实验表明evybactin是活跃的在活的有机体内,这项研究的下一步包括进一步在动物身上进行测试结核分枝杆菌评估疗效和长期影响的细节。为了加快抗结核药物的开发,有必要对evybactin的安全性、药代动力学和长期给药进行评估。

美国国立卫生研究院资助了这项研究。



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