对抗超级细菌,四川大学研究团队找到武器就在你体内


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学术经纬

使用抗生素的细菌感染似乎是许多人的正常运动。然而,滥用抗生素,再加上细菌的优良进化,一些可能被抗菌剂杀死的病原体现在已经抵抗,成为几乎杀死的“超级细菌”。由于缺乏有效的新药,超级细菌引起的感染可能会引发紧急健康危机。

处理超级细菌的一个主要策略是去微生物世界寻找新的抗菌药物。在最近发表在学术期刊《细胞研究》(细胞研究)上的一篇论文中,由四川大学宋旭教授领导的研究小组转向其他人,在人体内发现了一组能够有效对抗超级细菌的抗菌蛋白质。针对多重耐药细菌的危机提供了一种潜在的新策略。

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该抗菌蛋白质是凝血因子。血液凝固因子是血液中参与血液凝固的一组蛋白质。当损伤导致出血时,逐步激活各种凝血因子以形成纤维蛋白丝,其与血小板一起闭合伤口。如果缺少一种或几种凝血因子,就会发生凝血病。例如,常见的遗传性疾病血友病是缺乏因子VII或IX。

科学家们注意到患有凝血病的患者往往容易患上败血症和肺炎等细菌性疾病。这种联系促使他们推测凝血因子可能不仅在凝血过程中起重要作用,而且还可能具有抗感染作用。

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在数十种凝血因子中,研究人员意外地发现,因子VII可以对抗大肠杆菌。大肠杆菌属于细菌中的革兰氏阴性菌。这些细菌难以处理,因为它们的细胞具有内细胞膜,细胞壁和外细胞膜的包膜,可以使药物排出体外。

为了研究凝血因子是否能够应对更广泛的革兰氏阴性细菌,研究人员开始深入研究其抗菌机制。他们发现,因子VII以及结构相似的因子IX和因子X都突破了革兰氏阴性菌的固体包膜!

“许多现有的抗菌物质靶向细胞代谢过程或细胞膜,这三种凝血因子的作用不同。它们可以水解细菌外膜的主要成分脂多糖,并失去脂多糖,使革兰氏阴性菌难以存活。作者解释道。

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研究小组进一步探索了凝血因子蛋白通过其轻链成分作用于细菌的机制,而重链成分则没有抗菌作用。

在实验室培养环境中,研究人员清楚地观察到,加入凝血因子或其轻链成分后,细菌细胞包膜首先出现受损,然后在4小时内,整个细菌细胞几乎完全被破坏。

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不仅大肠杆菌,而且其他革兰氏阴性菌也被“收缩”,包括铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌。这两种细菌都被世界卫生组织(WHO)列为对人类健康最有害的12种细菌。

随后的动物实验进一步验证了凝血因子对超级细菌的有效性!研究人员用大量耐药铜绿假单胞菌或鲍曼不动杆菌接种小鼠,所有小鼠注射高剂量VII轻链后存活;而用盐水注射的小鼠是24小时,所有小鼠死于感染。

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宋旭教授总结道:“众所周知,通过水解脂多糖,没有抗菌物质是有效的。很明显,基于脂多糖水解的抗菌机理和凝血因子的抗菌特性与低成本的大规模生产相结合。这些凝血因子可以提供一种具有成本效益的新策略来应对耐药革兰氏阴性菌引起的紧急公共卫生危机。“

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