免疫抗生素:对抗抗菌素耐药性的新前沿

在青霉素被发现近一个世纪后，估计每年有70万人死于结核病和疟疾等耐抗生素感染，到2050年这一数字可能达到1000万。

由于在农业和集约化耕作中广泛使用抗生素以促进生长和预防疾病，更多的耐药细菌被转移到人身上并逃逸到环境中。

如果没有有效的抗生素，常规的医疗程序可能会变得有风险，过去容易治疗的常见细菌性疾病正在变成严重的威胁，而其他我们认为早已消失的疾病正在从过去卷土重来。

想象一下没有抗生素的时代，一个简单的伤口感染就能杀死你。

更不用说给病人和医疗系统带来的经济负担了。2006年，医院获得性败血症和肺炎花费了美国卫生保健系统80多亿美元。如果到2050年抗生素耐药性危机得不到解决，估计全球经济的成本将达到100万亿美元。

在过去的20年里，只有少数新的抗生素被批准用于临床，并且已经出现了对这些新药的耐药细菌。自2014年以来，新分子的数量一直在增加，但要阻止耐药细菌的发展，我们需要创造性的、开箱即用的解决方案，不太可能被绕过。

Wistar研究所疫苗与免疫治疗中心的Farokh Dotiwala博士的实验室最近报告了一项具有里程碑意义的发现，该发现可能导致一类新型抗生素的开发，其基础是如果我们从多个方面攻击细菌，它们就不太可能找到出路并产生耐药性。

《自然》杂志是最具影响力的科学杂志之一研究然后用a高亮显示评论《自然新闻与观点》是一个讨论有影响力和广泛兴趣的研究的科学论坛，它被认为是解决耐药性出现的创新策略的一个非常有前途的概念证明。

世界卫生组织的领导人在推特上向他们超过百万的粉丝讲述了免疫抗生素的重要性。

Dotiwala和他的团队推断，疫苗产生耐药性的可能性要小得多，因为它们通过调动身体的免疫反应发挥作用，而不是像传统抗生素那样直接杀死病原体。因此，他们研究了一种抗菌策略，也可以利用免疫反应。

这种被称为免疫抗生素的新化合物通过阻断细菌生长和生存所必需的代谢途径来杀死细菌。但与此同时，这些药物能有效激活T细胞的一个子集，参与对各种病毒和细菌感染的免疫反应，从而增加了第二条攻击线。

当对病人来源的耐药细菌和临床前感染模型进行测试时，免疫抗生素优于目前最好的抗生素。

在抗生素的直接杀伤和免疫系统的自然力量之间建立协同作用，免疫抗生素有可能成为对抗抗生素耐药性的一个里程碑。

细菌耳语者:细菌喋喋不休和抗生素耐药性

耐抗生素细菌让邦妮·巴斯勒医生夜不能寐。这位普林斯顿大学的分子生物学家有开创性的发现，证明了细菌可以交流和协调群体行为，她毕生致力于揭示这些微小的原始生物是如何在世界上发挥如此大的力量的。

巴斯勒说:“微生物杀死了地球上大多数人。”“然而，世界没有意识到我们在病原微生物面前是多么脆弱。”

她认为COVID-19敲响了警钟。我们需要研究微生物，并制造治疗方法来对抗传染病。“那种认为研究抗生素是passé的心态需要改变。”她补充道。

细菌可以相互交谈，并有集体行为的能力

巴斯勒的工作改变了我们对细菌的看法，并开辟了对抗细菌的新途径。我们知道细菌的存在已经500年了，但科学家们认为它们是不社会性的单细胞。多亏了巴斯勒的研究，我们现在知道细菌会说话——区分自己和他人，并成群行动——表现得像多细胞生物一样，集体评估周围的世界，协调一致地管理任务。

这就是致病菌如何使我们生病，而有益细菌如何使高等生物生命成为可能。

人体内有数万亿的细菌。我们体内和体表的细菌细胞比人类细胞多10倍，因此，细菌基因比人类基因多100倍。巴斯勒指出:“我们自己的基因组没有能力做细菌能做的一些事情。”本质上，这些全天候的伙伴造就了我们。

他们是怎么做到的?

它们使用一种化学语言来交流和监测环境中是否存在其他类似或不同物种的细胞，它们甚至会计算周围有多少细胞，以确定它们的种群密度何时达到临界质量——因此有了群体感应的定义。通过群体感应，通过同步启动特定基因来实施群体行为变得有益。

巴斯勒的团队识别了细菌语言中的化学“词”，并发现了这些分子如何调节细菌的交流以控制细菌的行为。巴斯勒的研究小组发现，每种细菌都有自己的化学语言，也就是说，一种只有它们自己才能理解的私人秘密语言。细菌还制造了另一种允许跨物种交流的通用分子，巴斯勒称之为细菌世界语。

利用群体感应来制造抗生素

事实证明，巴斯勒以优雅的细节描述的令人难以置信的现象并不局限于它最初被描述的晦涩的海洋细菌，而是细菌世界的常态。一种经常通过群体感应控制的群体行为是毒力——使宿主生病的毒素的集体释放——另一种是细菌在表面生长的能力，并建立称为生物膜的粘液群落，保护细胞免受抗生素和宿主免疫反应的影响。

基于这些发现，巴斯勒和其他科学家自问，他们是否可以修补群体感应来解除致病细菌的武装，或者增强我们微生物群中有益细菌的作用。

“反群体感应和亲群体感应策略在自然界中已经存在，并在进化过程中经过了尝试和测试，她补充道。我们可以利用细菌已经进化出的策略作为我们研究的灵感，把它们带到实验室来完善它们。”

未来的希望

让巴斯勒看到希望的是，科学家们是有弹性的、有创造力的，他们可以提出新的策略来对抗微生物。就像科学家们在短短一年时间里就为导致COVID-19的病毒研制出了疫苗一样。

Wistar的科学家们正在努力研究创新的抗生素策略，从不同方面攻击细菌，并利用宿主免疫系统的力量来避免耐药性。

希望这些方法能给我们提供抗生素2.0，以击败已经对传统抗生素产生耐药性并正在威胁全球健康的超级细菌。