多篇文章聚焦近期抗生素耐藥研究新進展!

本文中，小編整理了近期科學家們在抗生素耐藥性研究領域取得的新進展，分享給大家！

圖片來源：Cell

【1】Cell：AI從超1億個分子中預測強力抗生素，殺傷超級耐藥細菌

doi：10.1016/j.cell.2020.01.021

一項開創性的機器學習方法已經從1億多個分子中識別出了強大的新型抗生素，包括一種可以對付多種細菌的分子--包括肺結核和被認為無法治癒的菌株。研究人員表示，這種名為halicin的抗生素是第一個被人工智慧發現的抗生素。儘管人工智慧以前曾被用於協助抗生素發現過程的某些部分，但他們表示，這是人工智慧首次在不使用任何人類假設的情況下，從零開始識別出全新種類的抗生素。這項研究由劍橋麻省理工學院的合成生物學家Jim Collins領導，發表在《Cell》雜誌上。

賓夕法尼亞匹茲堡大學的計算生物學家Jacob Durrant說，這項研究意義非凡。他說，研究小組不僅確定了候選分子，還在動物實驗中驗證了有希望的分子。更重要的是，這種方法也可以應用於其他類型的藥物，如用於治療癌症或神經退行性疾病的藥物。

【2】Nature：兒童疫苗接種或是抵禦全球抗生素耐藥性傳播流行的重要措施

doi：10.1038/s41586-020-2238-4

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自加利福尼亞大學等機構的科學家們通過研究表示，在低收入和中等收入國家，兒童進行疫苗接種或是抵禦抗生素耐藥性的有力工具；如今在全球各地，抗生素的過度使用正在推動超級細菌的不斷擴散，如今這些細菌已經進化到了能在接觸抗生素後存活下來的狀況，這就使得人類更易於感染諸如敗血症、結核病等疾病，而中低收入國家的人群也正承受著抗生素耐藥性所帶來的重要打擊。

本文研究發現，進行肺炎球菌結合疫苗和輪狀病毒疫苗兩種常見疫苗的接種，或能明顯降低中低收入國家兒童患急性呼吸道感染和腹瀉的發病率，而且，隨著患病或嚴重疾病患兒的減少，接受抗生素療法的患兒的數量也會明顯減少。研究者Joseph Lewnard表示，目前，幾乎所有國家都已經制定或正在制定國家行動計劃，用於對抗抗生素耐藥性給全民健康系統所帶來的危機，但很少有證據表明哪些幹預措施是有效的。通過提供僅使用上述兩種疫苗所取得的實質性影響的確切數字，研究者表示，疫苗接種或許就有望成為最優先考慮的幹預措施之一。

【3】Nature：推翻此前理論！最新研究首次揭示細菌細胞壁的精細化結構 有望徹底解決抗生素耐藥性問題！

doi：10.1038/s41586-020-2236-6

近日，一項刊登在國際雜誌Nature上的研究報告中，來自謝菲爾德大學等機構的科學家們通過研究揭示了細菌細胞壁結構的首張高解析度圖像，相關研究結果對於闡明抗生素耐藥性產生的分子機制至關重要。文章中，研究者揭示了金黃色葡萄球菌細菌外膜的新型重要結構，相關研究結果對於理解細菌生長及抗生素的作用機制都很關鍵，同時其也推翻了此前關於細菌外膜結構的相關理論；研究者所獲得的圖像能幫助他們深入理解細菌細胞壁的組成，並未開發新型抗生素來抵禦抗生素耐藥性提供幫助。

研究者Laia Pasquina Lemonche博士表示，很多抗生素能通過抑制細菌細胞壁的產生來發揮作用，細胞壁是細菌周圍一層堅固但能滲透的外膜結構，其對於細菌生存至關重要；目前我們並不是非常清楚諸如青黴素等抗生素如何殺滅細菌，但這並不奇怪，因為到目前為止，研究人員對細菌細胞壁的實際結構並不是非常清楚，而本文研究為研究人員更好地理解抗生素的作用機制提供了新的線索和基礎，並為後期開發新方法來抵禦抗生素耐藥性提供了新思路。

【4】Sci Adv：新型抗生素可治療多重耐藥性細菌且不具有副作用

doi：10.1126/sciadv.aay6817

在最近一項研究中，匹茲堡大學公共衛生研究生院的研究人員大大降低了潛在抗生素在對抗耐藥菌感染過程中的毒性副作用，同時還提高了其抵抗感染的穩定性。

在這項研究中，科學家們通過氣管給藥的方式靶向小鼠肺部細菌感染。實驗結果表明，這種新型抗生素在對抗耐藥性細菌方面比其它傳統手段更加有效，而且沒有明顯的毒副作用。相關結果發表在最近的《Science Advance》雜誌上。在美國，每15分鐘就有人因抗生素耐藥性感染而死亡。當細菌迅速發展出對抗生素的抗性，使其成為「超級細菌」時，就會發生這種情況。該研究所開發的實驗性藥物是從工程化的陽離子抗菌肽或「 eCAP」構建而成的，eCAP是天然合成的抗菌肽的優化版本。

該團隊正在研究一種叫做WLBU2的eCAP，該eCAP由Peptilogics公司所有，目前正在接受臨床試驗，以預防與膝蓋和臀部置換手術引發的相關感染。研究者們正在尋找使WLBU2更加穩定的方法，以便它能停留足夠長的時間，以抵抗肺部長期的感染。

【5】Nat Commun：對抗抗生素耐藥性的新戰略

doi：10.1038/s41467-019-13660-x

比利時魯汶大學的生物科學工程師開發了一種新的抗菌策略，通過阻止細菌的合作來削弱細菌。與抗生素不同，這種策略沒有耐藥性，因為不耐藥細菌的數量超過耐藥細菌。研究結果發表在Nature Communications雜誌上。

傳統的抗生素殺死或減少單個細菌的活性。一些細菌對這些抗生素產生了抗藥性，使它們能夠進一步生長，取代那些不具有抗藥性的細菌。因此，抗生素的使用導致越來越多的細菌對抗生素產生抗藥性。然而，細菌也表現出群體行為：例如，它們可以形成一個保護性的黏液層或生物膜來包裹它們的整個細菌群落。牙菌斑就是這種生物膜的一個例子。生物膜通常是細菌感染的來源。細菌的社會行為是一個有趣的抗菌治療的新目標。

研究人員發現，阻止沙門氏菌產生黏液會削弱細菌群落，使其更容易被清除。他們使用了一種化學抗菌物質，這種物質是之前在庫魯汶大學研發的。該研究的第一作者、MICA實驗室的Steenackers教授說："如果沒有它們的保護性黏液層，細菌可以被機械力衝走，更容易被抗生素、消毒劑或免疫系統殺死。"

圖片來源：NIH

【6】Science：震驚！抗生素組合治療可能促進細菌耐藥性產生

doi：10.1126/science.aay3041

在一項新的研究中，來自以色列希伯來大學和夏爾西底克醫學中心的研究人員發現證據表明對遭受細菌感染的患者進行抗生素組合治療可能會促進耐藥性傳播，相關研究結果發表在Science期刊上，論文標題為「Effect of tolerance on the evolution of antibiotic resistance under drug combinations」。在這篇論文中，他們描述了對遭受細菌感染的患者的研究以及他們所學到的知識。

在過去的幾年中，科學家們已發現，致病性細菌經進化後對許多抗生素產生耐藥性。基於此，醫生一直在給患者使用多種抗生素，以便希望其中的至少一種抗生素能夠殺死細菌。但是從長遠來看，這種做法可能會使情況變得更糟。他們發現這可導致對組合治療中的抗生素的耐藥性增加。

為了研究這個問題，這些研究人員研究了一名血液遭受金黃色葡萄球菌感染的患者。這名患者接受了萬古黴素（vancomycin）治療，但當這種藥物不能抑制這種感染時，醫生們加入了利福平（rifampicin）。八天後，醫生們用達託黴素（daptomycin）替代萬古黴素。在對這名患者進行治療時，這些研究人員採集了血液樣本以確定治療的效果，不過這也允許這些研究人員可以單獨或直接測試這些細菌對所有用於治療這名患者的抗生素藥物的耐受水平。

【7】Nature：新型抗生素可有效殺傷耐藥性細菌

doi：10.1038/s41586-019-1791-1

越來越多的傳染病細菌病原體對常規抗生素產生抗藥性。其中，一些典型的醫院特有細菌，如大腸埃希菌和肺炎克雷伯菌，已對目前可用的大多數抗生素產生抗藥性，在某些情況下甚至對所有抗生素都具有抗藥性。從機制上來講，這些耐藥菌的外膜使其難以受到攻擊。最近，來自賈斯圖斯·利比希大學（JLU）的科學家們發現了一種新型肽，該肽可通過以前未知的靶點攻擊革蘭氏陰性細菌。

在該研究中，研究人員使用天然產物研究中常用的篩選方法，並且成功分離出一種名為「Darobactin」的肽。Darobactin由七個胺基酸組成，結構特徵表明，這些胺基酸通過罕見的閉環連接。經過測試，研究者們確認該物質沒有細胞毒性，這也是任何分子被用作抗生素的前提條件。 文章作者，Sch？berle教授說：「目前我們已經能夠了解細菌如何合成該分子。我們正在JLU昆蟲生物技術研究所從事天然產物研究，以增加這種物質的產量並試圖生產具有類似結構的物質。」

【8】Nat Microbiol：抗生素治療或會改變早產嬰兒機體的微生物群落 促進抗生素耐藥性腸道菌群的產生

doi：10.1038/s41564-019-0550-2

近日，一項刊登在國際雜誌Nature Microbiology上的研究報告中，來自華盛頓大學聖路易斯醫學院的科學家們通過研究發現，利用抗生素治療早產兒超過20個月似乎會促進其機體中耐多藥腸道菌群的發展。

文章中，研究人員使用高速DNA測序和先進的計算分析技術對32名嬰兒的糞便樣本進行分析，這些嬰兒均為早產兒，其接受了21個月的抗生素治療，包括在新生兒重症監護室及出院後；另外9名嬰兒接受了不到一星期的抗生素治療，17名健康的嬰兒和晚出生的嬰兒並未接受抗生素治療。與其他嬰兒相比，長期接受抗生素治療的嬰兒腸道中細菌種類較少，而且這些細菌含有更多的抗生素耐藥性基因。

【9】Science：驚呆！從2000年至今諸如豬肉等食用動物的抗生素耐藥性增加了近兩倍！

doi：10.1126/science.aaw1944

近日，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自普林斯頓大學等機構的科學家們通過研究發現，發展中國家對動物蛋白需求日益增長導致了牲畜抗生素的大量使用，這就使得容易從動物傳播給人類的致病菌抗生素耐藥性幾乎增加了兩倍。

文章中，研究人員收集了全球將近1000篇已經發表和未發表的獸醫學相關的報導，繪製出了低收入和中等收入國家的抗生素耐藥圖譜，研究人員重點對大腸桿菌、彎曲菌、沙門菌和金黃色葡萄球菌進行研究，這些細菌均會引起動物和人類嚴重疾病的發生。研究者發現，從2000年到2018年，發展中國家耐藥率超過50%的抗生素比例在雞中從0.15增加到了0.41，在豬中從0.13增加到了0.34；也就是說，用於治療的抗生素在供人類食用的40%的雞和三分之一的豬身上進行治療時有超過一半時間都是無效的。

【10】Cell：工程化噬菌體能夠殺傷抗生素耐藥性病原菌

doi：10.1016/j.cell.2019.09.015

在與細菌抗生素耐藥性的鬥爭中，許多科學家一直在嘗試利用噬菌體感染並殺死細菌。噬菌體殺死細菌的機制與抗生素不同，並且它們可以靶向特定菌株，使其成為潛在的，克服多重耐藥性問題的選擇。然而，快速發現和優化具有明確靶向性的噬菌體「藥物」目前來看還是充滿挑戰的。

在一項新的研究中，麻省理工學院的生物學工程師表明，他們可以通過對與宿主細胞結合的蛋白進行突變，從而對噬菌體進行快速編程，以殺死不同類型的大腸桿菌。此外，研究人員發現，這些工程化的噬菌體也不太可能引起細菌的抗藥性。（生物谷Bioon.com）

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