超级计算机战胜了抗生素耐药性

一个新的研究由朴茨茅斯大学Gerhard Koenig博士共同领导的一个国际团队通过重新设计现有抗生素来克服细菌耐药机制，解决了抗生素耐药性问题。这项研究发表在PNAS．

据估计，每年约有70万人死于耐抗生素细菌，预计这一数字将上升至数百万。

如果没有有效的抗生素，预期寿命将下降20年。

开发新型抗生素以对抗疾病的速度超过疾病的进化速度的竞赛已经进行了多年。

计算机用于药物设计已经有几十年的历史了，但这是第一次使用多管齐下的计算机指导策略，从一种细菌胜过的现有抗生素中制造出一种新的抗生素。

柯尼格博士是一名计算化学家，也是该论文的第一作者，他说:“抗生素是现代医学的支柱之一，抗生素耐药性是对人类健康的最大威胁之一。”我们迫切需要开发新的方法来对抗不断进化的细菌。

“细菌开发出对抗我们的对抗策略并对新抗生素产生耐药性只是时间问题，因此我们必须继续研究细菌的耐药性机制并相应地开发新的衍生物。”

这项新工作的希望在于表明细菌的耐药机制可以以一种系统的方式解决，使科学能够不断地用新抗生素的计算进化进行反击。

柯尼格博士说:“我们的计算机每年都在变得更快。因此，我们有希望扭转局势。

“如果计算机能打败国际象棋世界冠军，我不明白为什么它们不能打败细菌。”

包括诺贝尔奖得主Ada Yonath在内的国际团队在北京进行了这项研究德国马克斯-普朗克研究所,魏兹曼科学研究所的大学Duisburg-Essen，波鸿和昆士兰．

他们开发了一种策略，可以同时模拟重新设计的抗生素的许多方面，包括它的可溶性如何，它进入细菌的效率如何，以及它阻断细菌蛋白质生产的效率如何。

研究中概述的计算工作在几周内就在欧洲的一台顶级超级计算机上完成了，但这个国际团队花了几年的时间来实验验证他们的方法确实是正确的。

Koenig博士说:“使用计算方法可以使新的抗生素衍生物的开发更快，更便宜，并且在合成之前预测化合物是否具有活性也可以避免化学浪费。”

“这是一项非常强大的技术。”

“开发一种新的抗生素通常需要找到一个新的目标，这个目标对多种不同细菌的生存至关重要。这是非常困难的，而且最近只有很少的新型抗生素被开发出来。

“我们采取了一种更简单的方法，从现有的抗生素开始，这种抗生素对新的耐药菌株无效，然后对其进行修改，使其现在能够克服耐药机制。”

该团队已经证明，他们的最佳候选药物(尚未进行临床试验)对被测试的细菌菌株的活性比世界卫生组织(WHO)基本药物清单上的两种抗生素红霉素和克拉霉素高56倍。

Koenig博士说:“我们的最佳候选药物不仅对测试目标更有效，而且还显示出对世界卫生组织优先列表中排名最高的三种细菌的活性，其中测试的现有抗生素不起作用。”

包括诺贝尔奖得主Ada Yonath在内的国际团队在马克斯-普朗克研究所 r Kohlenforschung，魏茨曼研究所以及杜伊斯堡-埃森，波鸿和昆士兰大学进行了这项研究。