Nature：发现一类具有独特作用机制的新型抗生素
来源：本站原创 2019-12-22 13:54
2019年12月22日讯/生物谷BIOON/---许多威胁生命的细菌对现有抗生素的抵抗力日益增强。如今，在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世大学和Polyphor公司（Polyphor AG）的研究人员发现一类具有独特活性和作用机制的新型抗生素，这是对抗抗菌素耐药性（antimicrobial resistance）的重要一步。通过破坏外膜合成，这类抗生素有效地
2019年12月22日讯/生物谷BIOON/---许多威胁生命的细菌对现有抗生素的抵抗力日益增强。如今，在一项新的研究中，来自瑞士苏黎世大学和Polyphor公司（Polyphor AG）的研究人员发现一类具有独特活性和作用机制的新型抗生素：嵌合拟肽类抗生素（chimeric peptidomimetic antibiotics），这是对抗抗菌素耐药性（antimicrobial resistance）的重要一步。通过破坏外膜合成，这类抗生素有效地杀死革兰氏阴性细菌。相关研究结果近期发表在Nature期刊上，论文标题为“Chimeric peptidomimetic antibiotics against Gram-negative bacteria”。
抗菌素耐药性的快速出现是全球关注的问题。根据世界卫生组织（WHO）的说法，尤其是对碳青霉烯和头孢菌素类抗生素产生耐药性的革兰氏阴性细菌，如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌，对人类健康构成了越来越大的威胁。这些细菌性病原体会引起严重的感染，甚至威胁生命。氟喹诺酮类抗生素是针对这些微生物进入市场的最后一类新抗生素，它们的历史可追溯至1960年代。迫切需要具有新的抗革兰氏阴性细菌作用机制的新型抗生素，尤其是因为全球对作为最后治疗手段的抗生素粘菌素的耐药性正在上升。
一类对抗危险细菌的新型抗生素
在这项新的研究中，这些研究人员发现并描述了一类新的具有广谱抗革兰氏阴性细菌活性的合成抗生素。论文共同通讯作者、苏黎世大学化学系的John Robinson说：“这类新的抗生素与革兰氏阴性细菌中至关重要的外膜蛋白相互作用。根据我们的结果，这类抗生素会与复杂的称为脂多糖的脂肪样物质结合，并与革兰氏阴性细菌外膜中的必需蛋白BamA结合。”
通过之前未发现的作用机制破坏外膜合成
BamA是所谓的?桶折叠复合物（?-barrel folding complex, BAM）的主要成分，而BAM是外膜合成必不可少的。在靶向这种必需的外膜蛋白后，这类抗生素会破坏细菌外膜的完整性，并使细菌细胞破裂。革兰氏阴性细菌的外膜具有重要的功能，可以保护细菌细胞免受有毒性的环境因子（例如抗生素）的破坏。它还负责营养物和信号分子的摄取和输出。Robinson说，“尽管它具有至关重要的意义，但到目前为止，还没有临床抗生素靶向外膜生物发生所需的这种关键蛋白。”
临床前研究中的先导分子
这项研究是苏黎世大学与Polyphor公司紧密合作进行的，其中Polyphor公司可追溯到1996年成立的一家苏黎世大学初创公司。这家位于阿尔施维尔的临床阶段生物制药公司如今计划将这类抗生素中的一种化合物进行人体临床试验。论文共同通讯作者、Polyphor公司首席科学官Daniel Obrecht说：“ POL7306是属于这类新型抗生素的第一种先导分子，目前正在临床前开发中。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Anatol Luther et al. Chimeric peptidomimetic antibiotics against Gram-negative bacteria. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1665-6.
2.Antibiotics with novel mechanism of action discovered
https://medicalxpress.com/news/2019-10-antibiotics-mechanism-action.html
图片来自Matthias Urfer, UZH。
抗菌素耐药性的快速出现是全球关注的问题。根据世界卫生组织（WHO）的说法，尤其是对碳青霉烯和头孢菌素类抗生素产生耐药性的革兰氏阴性细菌，如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌，对人类健康构成了越来越大的威胁。这些细菌性病原体会引起严重的感染，甚至威胁生命。氟喹诺酮类抗生素是针对这些微生物进入市场的最后一类新抗生素，它们的历史可追溯至1960年代。迫切需要具有新的抗革兰氏阴性细菌作用机制的新型抗生素，尤其是因为全球对作为最后治疗手段的抗生素粘菌素的耐药性正在上升。
一类对抗危险细菌的新型抗生素
在这项新的研究中，这些研究人员发现并描述了一类新的具有广谱抗革兰氏阴性细菌活性的合成抗生素。论文共同通讯作者、苏黎世大学化学系的John Robinson说：“这类新的抗生素与革兰氏阴性细菌中至关重要的外膜蛋白相互作用。根据我们的结果，这类抗生素会与复杂的称为脂多糖的脂肪样物质结合，并与革兰氏阴性细菌外膜中的必需蛋白BamA结合。”
通过之前未发现的作用机制破坏外膜合成
BamA是所谓的?桶折叠复合物（?-barrel folding complex, BAM）的主要成分，而BAM是外膜合成必不可少的。在靶向这种必需的外膜蛋白后，这类抗生素会破坏细菌外膜的完整性，并使细菌细胞破裂。革兰氏阴性细菌的外膜具有重要的功能，可以保护细菌细胞免受有毒性的环境因子（例如抗生素）的破坏。它还负责营养物和信号分子的摄取和输出。Robinson说，“尽管它具有至关重要的意义，但到目前为止，还没有临床抗生素靶向外膜生物发生所需的这种关键蛋白。”
临床前研究中的先导分子
这项研究是苏黎世大学与Polyphor公司紧密合作进行的，其中Polyphor公司可追溯到1996年成立的一家苏黎世大学初创公司。这家位于阿尔施维尔的临床阶段生物制药公司如今计划将这类抗生素中的一种化合物进行人体临床试验。论文共同通讯作者、Polyphor公司首席科学官Daniel Obrecht说：“ POL7306是属于这类新型抗生素的第一种先导分子，目前正在临床前开发中。”（生物谷 Bioon.com）
参考资料：
1.Anatol Luther et al. Chimeric peptidomimetic antibiotics against Gram-negative bacteria. Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1665-6.
2.Antibiotics with novel mechanism of action discovered
https://medicalxpress.com/news/2019-10-antibiotics-mechanism-action.html
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