美国化学学会:青霉素抗菌性可重建 改构减菌酰胺键水解

王兴

作者：Chuanbing Tang

来源：《美国化学学会》

发布时间：2014-4-23 12:57:24

青霉素抗菌性可重建



青霉素（盘尼西林）是抗生素界的鼻祖，作为20世纪的一项科学奇迹，目前它的抗菌能力已经大大降低。但最近美国南卡罗来纳大学的科学家Chuanbing Tang和他的同事们发现了一种新方法能够恢复青霉的抗菌活性，甚至可以对抗“超级细菌”，相关研究发表在近期《美国化学学会》期刊上。

20世纪40年代，因抗生素被大规模使用，使得细菌对青霉素家族药物产生了耐药性。比如，金黄色葡萄球菌引起的葡萄球菌感染可使用青霉素及其结构类似物进行治疗。但细菌是在不断变化的，经过一系列进化，金黄色葡萄球菌变成耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。老一代抗生素对MRSA不起作用，一个重要原因是MRSA能够将其强大的抗菌活性无效化。

原来，青霉素的抗菌活性来自它的分子结构核心：含有氨基的四元环——“β-内酰胺”。它是青霉素及其衍生物均具有的结构单元，人们把具有这个结构单元的药物家族称为“β-内酰胺类抗生素”。β-内酰胺能够十分有效地阻止细菌的细胞分裂，因此化学家们一直在合成含有β-内酰胺结构的不同修饰基团的药物，但很多药物已经不再具有抗菌活性而被淘汰。

细菌耐药的一个重要机制就是它们含有一种“β-内酰胺酶”，能够水解β-内酰胺结构。比如MRSA能够通过生物途径合成并释放β-内酰胺酶，而且这种酶的作用范围十分广泛。

“与其研发新的抗生素，不如让我们提出一个问题——我们可以让古老的抗生素再生吗？”Tang说，“传统的抗生素如青霉素G、阿莫西林、氨苄西林等，它们可以获得新生吗？”

Tang的化学实验室开发出一种保护性聚合物——二茂钴金属高聚物。研究表明，将该聚合物与β-内酰胺类药物（头孢硝噻）进行联合后，能够大大减慢细菌对β-内酰胺键的水解。其他研究团队的研究也表明，联合后的β-内酰胺类药物对与医院感染相关的MRSA明显有效。

此外，这种金属聚合物自身也表现出抗菌活性，能在不影响人类红细胞的情况下溶解细菌。更重要的是，它对人类细胞无毒性作用。虽然距离临床运用还有相当长的路要走，但Tang表示这项研究有必要进行下去。

“在美国，每年都有10万名左右的患者死于细菌感染。而且，这个问题日益严重，因为细菌的耐药性越来越强。”Tang说。（牟一）

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