第一种“活体药物”：为治疗耐药感染而发明的“活药”

基因组调控中心(CRG)和Pulmobiotics S.L的研究人员创造了第一种“活体药物”，用于治疗在医用植入物表面生长的耐抗生素细菌。研究人员通过消除一种常见细菌致病的能力，并将其用于攻击有害微生物，创造了这种疗法。这些发现是开发治疗这类感染的新疗法的重要第一步，这类感染占医院感染的80%。

　　

   

   

图像:肺炎支原体细胞的扫描电子显微镜图像，这是一种自然适应于人类肺的小细菌。

基因组调控中心(CRG)和Pulmobiotics S.L的研究人员创造了第一种“活体药物”，用于治疗在医用植入物表面生长的耐抗生素细菌。研究人员通过消除一种常见细菌致病的能力，并将其用于攻击有害微生物，创造了这种疗法。

实验治疗在体外、体外和体内的感染导管上进行了测试，成功地治疗了所有三种测试方法的感染。根据作者的说法，在老鼠皮肤下注射这种疗法治疗了82%的动物感染。

这一发现是开发治疗影响医用植入物(如导管、起搏器和假体关节)感染的新疗法的重要的第一步。这些疾病对抗生素高度耐药，占医院感染的80%。

这项研究今天发表在《分子系统生物学》杂志上。这项工作得到了“la Caixa”基金会通过caixresearch Health呼吁、欧洲研究理事会(ERC)、欧盟“地平线2020”研究和创新计划下的MycoSynVac项目、加泰罗尼亚总医院和萨路德·卡洛斯三世研究所的支持。

这种新疗法专门针对生物膜，即附着在表面的细菌细胞群。医用植入物的表面是生物膜的理想生长环境，在那里，生物膜形成不可穿透的结构，防止抗生素或人体免疫系统破坏嵌入其中的细菌。与生物膜相关的细菌对抗生素的耐药性可能比自由漂浮的细菌强1000倍。

金黄色葡萄球菌是一种最常见的生物膜相关细菌。金黄色葡萄球菌感染对传统抗生素没有反应，需要患者手术移除任何受感染的医疗植入物。替代疗法包括使用抗体或酶，但这些是广谱疗法，对正常组织和细胞有很高的毒性，导致不希望的副作用。

该研究的作者假设，在生物膜附近引入直接产生酶的生物体是一种更安全、更便宜的治疗感染的方法。细菌是理想的载体，因为它们的基因组很小，可以通过简单的基因操作进行修改。

研究人员选择对肺炎支原体进行改造，这是一种常见的缺乏细胞壁的细菌，使其更容易释放对抗感染的治疗分子，同时帮助它逃避人类免疫系统的检测。使用肺炎支原体作为载体的其他优势包括其新能力突变的风险低，以及它不能将任何修饰过的基因转移到附近的其他微生物。

首先对肺炎支原体进行改良，使其不会引起疾病。进一步的调整使其产生两种不同的酶，溶解生物膜并攻击嵌入其中的细菌的细胞壁。研究人员还对细菌进行了改造，使其更有效地分泌抗菌酶。

研究人员的首要目标是使用这种改良过的细菌来处理呼吸管周围的生物膜，因为肺炎支原体自然适应于肺。“我们的技术基于合成生物学和活体生物疗法，旨在满足应用于肺部的所有安全和有效性标准，呼吸道疾病是首要目标之一。我们的下一个挑战是解决大规模生产和制造问题，我们预计在2023年开始临床试验，”该研究的共同通信作者、Pulmobiotics的首席科学官María Lluch说。

这种修饰过的细菌也可能长期应用于其他疾病。“细菌是‘活体医学’的理想载体，因为它们可以携带任何特定的治疗性蛋白质来治疗疾病的源头。这项技术最大的好处之一是，一旦它们到达目的地，细菌载体就可以连续地、局部地生产治疗分子。像任何载体一样，我们的细菌可以用不同的有效载荷来修饰，针对不同的疾病，在未来可能有更多的应用，”ICREA研究教授Luis Serrano说。

DOI

10.15252 / msb.202010145

文章标题

Engineering a genome-reduced bacterium to eliminate Staphylococcus aureus biofilms in vivo