新研究显示,针对“僵尸”结核病(TB)细胞的新型药物研发取得了重要进展。这项由萨里大学领导并发表在《科学报告》期刊上的研究,揭示了如何更有效地消灭这些顽固的细菌细胞。
许多危险的病原体,包括引发结核病的细菌,能够生成处于休眠状态的耐药细胞,通常被称为“僵尸”细胞。这些持久性细胞通过“假死”方式在强烈的抗生素治疗中存活下来。一旦药物作用消失,它们便会“苏醒”,并可能引发复发性甚至致命的感染。目前,消除这些类似僵尸的细胞需要数月的多药联合治疗,即便如此,治疗往往仍以失败告终,从而加剧了复发风险以及抗微生物药物耐药性(AMR)的上升。
在这项研究中,萨里大学的研究团队将一个包含超过50万种基因改造结核菌的庞大菌库暴露于两种常用抗生素——利福平(rifampicin)和链霉素(streptomycin)中。经过足够长的时间后,留存下来的主要是持久性细胞。通过对这些幸存细胞的分析,研究人员确定了一些基因,这些基因的破坏显著减少了僵尸细胞的数量。
研究发现,这些关键基因在不同方面发挥作用:一些削弱了细菌保护性细胞壁,另一些激活了细菌自我毁灭机制,还有一些则扰乱了细胞的代谢平衡。每一条路径都为设计新的药物提供了潜在策略,这些药物可以更快速、更有效地清除持久性细胞。
下一阶段的研究将集中于开发模仿这些基因功能的新型疗法,这有望带来更短、更成功的结核病治疗方案,并为全球抗击抗微生物药物耐药性提供强有力的武器。
结核病确实是一种被遗忘的大流行病。去年它夺走了130万人的生命,其中大多数人感染的是完全药物敏感的菌株。问题不总是耐药性——而是这些持久性细胞。这是一小部分表型上具有耐药性的细菌,它们能够在抗生素治疗中存活下来,并最终导致治疗失败。
我们发现,持久性细胞的存活取决于所使用的抗生素。其机制并不像之前认为的那样共享,而是与特定药物相关。这一发现改变了我们对靶向持久性细胞的思考方式,并可能影响未来结核病治疗的设计。
——Dr. Suzie Hingley-Wilson(苏西·亨利-威尔逊博士),该研究的共同通讯作者,萨里大学细菌学高级讲师
研究中发现的一些基因突变也出现在对治疗无反应的患者体内结核菌株中。这种重叠表明,实验室观察到的机制反映了真实感染中的情况,并可能解释为什么有些患者即使细菌对抗生素没有产生耐药性,也会出现复发。
萨里大学的Johnjoe McFadden教授(约翰乔·麦克法登)表示:
持久性机制可能是微生物学中最大的谜团之一。解决这些问题可能会彻底改变某些最难治疾病的治疗方法,例如结核病(TB)。这项开创性研究可能导致针对持久性细胞的新药问世,缩短治疗周期,降低治疗成本,并减轻抗微生物药物耐药性带来的负担。
该研究得到了英国医学研究委员会(Medical Research Council)和生物技术与生物科学研究委员会(Biotechnology and Biological Sciences Research Council)的支持。
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