青霉素工作原理取得了突破性进展

包括青霉素在内的β-内酰胺类抗生素杀死MRSA的机制现已被揭示。

　　

谢菲尔德大学(University of Sheffield)领导的一个国际研究小组发现，β-内酰胺类抗生素通过在细胞壁上制造孔来杀死MRSA(甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌)，这些孔随着细胞生长而扩大，最终杀死细菌。

这些孔洞的生长会导致细胞壁的破裂和细菌的死亡，科学家们现在正计划利用这一点，为具有抗生素耐药性的超级细菌创造新的治疗方法。

此前，人们知道β-内酰胺抗生素通过阻止细胞壁的生长来发挥作用，但它们到底是如何杀死细胞的，直到现在仍然是个谜。

谢菲尔德大学生物科学学院的西蒙·福斯特教授说:“80多年来，青霉素和其他同类抗生素一直是人类医疗保健的核心，拯救了2亿多人的生命。然而，它们的使用受到抗菌素耐药性全球传播的严重威胁。

“我们的研究集中在超级细菌MRSA上，发现抗生素会导致跨越细胞壁的小孔的形成，这些小孔在生长相关过程中逐渐扩大，最终杀死细菌。我们还鉴定了一些制造这些洞的酶。

“我们的发现触及了理解现有抗生素如何工作的核心，并为我们在面对抗生素耐药性全球流行的情况下进一步开发治疗方法提供了新的途径。”

利用这些知识和对酶是如何被控制的理解，科学家们还展示了一种针对金黄色葡萄球菌的新型联合疗法的功效。

研究小组用一个简单的模型研究了细菌细胞壁在生长和分裂过程中是如何膨胀的，并对青霉素等抗生素抑制这种膨胀时会发生什么建立了假设。该模型的预测是通过使用包括高分辨率原子力显微镜在内的多种分子方法进行测试的。

该项目由谢菲尔德大学(University of Sheffield)牵头，是一个国际性、跨学科的项目，中国厦门大学(Xiamen University)、捷克马萨里克大学(Masaryk University)和加拿大麦克马斯特大学(McMaster University)的团队参与了该项目。

1930年，谢菲尔德大学病理学系的成员塞西尔·乔治·潘恩(Cecil George Paine)首次记录了青霉素作为一种治疗方法的使用。在伦敦圣玛丽医院医学院学习期间，他的讲师亚历山大·弗莱明提供了一种产生青霉素的霉菌的粗滤液，他用这种霉菌的粗滤液治疗了两个婴儿的眼睛感染。

Bartłomiej Salamaga, Lingyuan Kong, Laia Pasquina-Lemonche, Lucia Lafage, Milena von und zur Muhlen, Josie F. Gibson, Danyil Grybchuk, Amy K. Tooke, Viralkumar Panchal, Elizabeth J. Culp, Elizabeth Tatham, Mary E. O’Kane, Thomas E. Catley, Stephen A. Renshaw, Gerard D. Wright, Pavel Plevka, Per A. Bullough, Aidong Han, Jamie K. Hobbs, Simon J. Foster. Demonstration of the role of cell wall homeostasis in Staphylococcus aureus growth and the action of bactericidal antibiotics. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (44): e2106022118