如何使旧抗生素的效力提高100倍

生物化学教授纳撒尼尔·马丁(NathanielMartin)想知道，如果你使用一种已经存在70年的抗生素，并尝试用现代化学的最新工具对其进行改进，会发生什么。事实证明，它可以变得效力增强一百倍，并阻止一些耐药细菌的生长。他的团队的研究发表在PNAS上。

杆菌肽这个名字可能听起来并不为大家所熟悉，但它是世界上使用最广泛的抗生素之一。虽然在荷兰并不常用，但北美大多数家庭的药柜里都有某种形式的杆菌肽。它通常是外用。想想可能被感染的擦伤膝盖的药膏。

马丁一直对杆菌肽有着特殊的兴趣，因为与其他类型的抗生素相比，杆菌肽以独特的方式“攻击”细菌。它附着在细菌细胞膜的特定部分，即细胞外层。通过这种方式，杆菌肽可以阻止细菌构建细胞壁，从而抑制细菌的生长。

在此之前没有人真正理解这一点

几年前，马丁读到一篇论文，其中详细展示了杆菌肽如何与细菌靶标结合，这引起了他的注意。

他说：“我意识到杆菌肽杀死细菌的原理非常有趣，在此之前没有人真正了解过这一点。”线索就在所谓的晶体结构中，它显示了抗生素原子的精确排列。

简单来说，这篇论文揭示了杆菌肽分子有五个与细菌细胞膜接触的点。你可以把它们比作伸出来抓住细菌的手臂。

“作为一名化学家，这让我很疑惑：如果我们能让这些臂更长、更粘，会发生什么?它们是否能更好地与细胞结合，使抗生素更有效?”

研制“改良”版杆菌肽

马丁与莱顿生物研究所(IBL)的研究小组开始开展工作，利用化学合成技术构建了“改良”版的杆菌肽。

请记住，抗生素通常由土壤微生物产生。这意味着它们不一定适合用作人体药物。多年来，药物化学家已经对某些类型的抗生素(如青霉素)进行了合成改进。但杆菌肽仍以其天然、未改变的形式使用。这意味着它的全部潜力可能尚未被释放。

这正是马丁想要通过这项研究解决的问题。事实证明他是对的。合成增强杆菌肽可以大大提高其功效。“在许多情况下，我们发现新版本的杆菌肽比天然形式的杆菌肽功效高出十到一百倍，”马丁说。

防止耐药细菌的生长

研究人员在实验室培养的细菌上测试该药物时还有第二个发现。增强型杆菌肽在阻止某些耐药细菌生长方面也更加有效。细菌耐药性是一个日益严重的问题，令全球传染病医生感到担忧。世界卫生组织甚至将其称为“全球最大的公共卫生威胁”。

目前，马丁的研究目的尚未在于创造具有商业价值的产品。

“首先，我们需要证明这是可行的。”但既然这一步已经迈出，他已经在考虑进行一项后续研究，以了解增强型杆菌肽如何用于治疗严重的耐药性感染。

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