利用“铜”攻击耐药细菌

　　

图森亚利桑那大学医学院的一名研究人员从美国国立卫生研究院获得了190万美元的资助，继续他的研究，以揭开铜的神秘面纱，特别是如何利用铜来杀死有害细菌和其他微生物。免疫生物学副教授Michael D.L. Johnson博士说：“数万年前，我们开始使用铜来减少细菌感染。人们过去常常把食物储存在铜锅里，这有助于减少食物的腐坏。铜门把手已被证明可以减少医院获得性感染。我们还在寻找它能做的更多事情。”

Johnson说，他希望这些潜在的新用途之一可以成为下一代抗生素的支柱。然而，为了为药物研究奠定坚实的基础，他的实验室的目标是更多地了解铜对细菌有毒的原因。这项研究是由R35基金资助的，该基金是为那些有杰出研究记录并有可能在各自领域做出重大贡献的科学家保留的。

Johnson和他的团队将利用肺炎链球菌作为模型生物，试图了解是什么使细菌细胞对铜脆弱。“这是一种非常突出的病原体。每年有超过一百万人死于这些细菌。”他指的是可导致肺部、脑部、鼻子和血液感染的细菌。

“我们实验室对弄清楚它是如何运作的很感兴趣。我们这样做的方法是了解它是如何获得营养的。”人体需要从饮食中获取铁和钙等矿物质来维持身体机能的运转。细菌也不例外，因为它们需要矿物质才能发挥作用，但人类饮食中必不可少的铜可能对细菌有毒。

“细菌不需要过量的某些矿物质，这就是铜发挥作用的地方，”Johnson说，他是BIO5研究所的成员。“我们有很多方法可以把铜武器化。我们正试图研究我们的身体是如何利用铜作为杀死病原体的机制的。”

Johnson认为，通过向细菌环境中注入过量的铜，研究人员可能会诱使它们用错误的材料构建必需的蛋白质。“铜可以取代铁、锰或其他金属，使蛋白质失活，”他说。“这就像我试图用钥匙启动我妻子的车一样。这行不通。”

Johnson将在他之前的研究基础上调查肺炎链球菌对铜的反应，并补充他实验室进行的平行研究，以更多地了解铜作为抗菌剂的作用。他说，他的目标是弄清楚铜对肺炎链球菌有毒的确切原因，并利用这些信息得出关于类似细菌的结论。

“所有的细菌都是不同的，但有些关键任务系统在细菌之间是相同的。他们处理这些金属的方式几乎是一样的。我正在研究的东西可以应用于其他细菌，但首先我们需要了解这些东西是如何工作的基本机制。”Johnson说，虽然新抗生素的开发和批准进展缓慢，但病原体对抗生素的耐药性正在上升，这意味着曾经很容易用药物治愈的感染有朝一日可能再次致命。

美国疾病控制与预防中心（Centers for Disease Control and Prevention）认为抗生素耐药性对公众健康构成威胁，耐药性肺炎链球菌被列为“严重威胁”。“细菌非常狡猾。它们会发生变异以战胜抗生素。我们的身体已经进化到使用铜来杀死细菌，直到今天，铜仍然是有毒的。我们希望利用这一点来帮助那些感染危及生命的人。”

这项研究得到了国家普通医学科学研究所的支持，该研究所是国家卫生研究院的一个部门，资助号为：R35GM128653。