生物膜防御:一类新型广谱抗菌素的机制和作用

上个月，世卫组织发布了一份报告，警告了抗微生物药物耐药性的增加和世界范围内细菌感染的新威胁，并呼吁共同努力开发新的和更好的抗微生物药物。5月22日发表的一项研究PLOS病原体揭示了一种新型的抗菌物质如何干扰由几种危险细菌形成的生物膜。

当生长在表面(包括人类皮肤，肺，心，或膀胱)，许多细菌形成所谓的生物膜，由相同细菌的结构化群落组成。65%的人类感染是由生物膜引起的，在这种结构下，细菌对标准抗生素的耐药性要大得多。加拿大英属哥伦比亚大学的Bob Hancock和他的同事正在研究抑制细菌生物膜的抗菌剂。这项研究的中心是“1018”，这是一种小蛋白质(或肽)，对一系列不同的细菌具有抗生物膜活性。

在不影响自由游动细菌“浮游生长”的浓度下，1018处理完全阻止了革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌中生物膜的形成，并根除了成熟的生物膜，包括主要的耐药病原体铜绿假单胞菌，肺炎克雷伯菌，大肠杆菌和甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(或耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)。

为了了解1018杀死细菌的机制，特别是杀死生物膜中的细菌，研究人员推断，它必须干扰不同细菌物种的一个共同过程。其中一个过程是广泛传播的“严格应激反应”，它使用称为(p)ppGpp的特定介质来协调大量基因的表达，帮助细菌应对不断变化的环境。科学家推测，1018(可能还有其他抗生物膜因子)通过阻断严格的反应而起作用。

他们继续通过在形成生物膜的细菌中过量生产中间体(p)ppGpp来测试这一点，这使得细菌对1018更有抵抗力，这表明他们的研究方向是正确的。然后，他们继续证明1018直接和特定地与(p)ppGpp相互作用，触发中介体的破坏，从而阻止其在生物膜形成和维护中的作用。

研究人员得出的结论是，“这里提出的策略代表了在寻找专门针对细菌生物膜的新制剂方面的重大进步”。在此基础上，他们正在努力“利用现在的机会开发更多具有更强抗生物膜活性的活性肽”。

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