金黄色葡萄球菌极难消灭。在美国这种细菌每年造成的死亡比艾滋病还要多,部分是由于它能很快对抗生素产生耐药性。科学家们长久以来很难搞清金黄色葡萄球菌产生耐药性的原因,但现在研究人员认为他们可能已经找到了一种征服金黄色葡萄球菌的办法:阻断它的一项关键性的机能——RNA循环。
回收是如此重要的机能,即使细菌也采用这种做法。他们分解用于生产蛋白质的RNA模板并重新组合成新的模板。20多年前研究人员就已经知道所谓的如大肠杆菌等革兰阴性菌如何降解回收利用它们的RNA。但是,对于像金黄色葡萄球菌这类的革兰氏阳性菌的机理仍不清楚。
在新研究中,来自于纽约罗切斯特大学的传染病专家保罗邓曼零点的研究人员确定了金黄色葡萄球菌迅速回收的RNA时活跃性显著提高的基因。阻断被称为RnpA的蛋白质活性就停止了回收机能,这表明邓曼的研究小组发现了一个关键性酶。
RnpA的发现至关重要,德明说,因为它提供了一个新的抗生素的研发目标。如果一个细菌无法回收利用其RNA,会出现两大问题。首先,邓曼说,细菌会将能源浪费在失效的RNA指令上,使之合成它不再需要的蛋白质。更重要的是,它会耗尽用于合成指令的原材料,将细胞内的一切都消耗到突然停止。 “如果能用一小分子或化学物质阻止这一酶的活性过程,”德明说,“这种化学物质就能够用来做抗生素。”
为此该小组筛选出近3万种小分子以确定能够抑制RnpA活性的化合物。研究人员发现了14个能够成功的例子,并且一个名为RNPA1000分子尤其对金黄色葡萄球菌有效。RNPA1000杀死了所有在美国和其他地方的医院里称为巨大灾难的12大种耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)的。这种物质对抗生素耐药主流细菌如导致心脏疾病和脑膜炎感染的肺炎链球菌,化脓性链球菌,以及肠球菌等革兰氏阳性细菌非常有效。
研究表明RNPA1000可以大幅提高市场上已有的抗生素的效力,虽然他们还不知道具体机理。这种化学物质也能杀死金黄色葡萄球菌的生物膜,这是导致植入导管和其它医疗设备感染的常见原因,因其对抗生素的耐药性而臭名昭著。
这种药物对老鼠同样有效。科研小组今日在公共科学图书馆•病原学期刊在线报道说被金黄色葡萄球菌感染的小鼠在RNPA1000的治疗下全部康复,相反,没有接受治疗的小鼠却没有恢复健康。
当对人体细胞用药剂量过高时RNPA1000的确显示了一定的毒性,因此邓曼的研究小组正在寻找与RNPA1000高度相似,无毒性副作用但仍可以抑制 RnpA活性的化合物。
更何况,邓曼说,无论怎样有条不紊地选择细菌最终都将产生针对任何抗生素的耐药性。 RNPA1000也不例外,他说,“但是 [产生耐药性的]频率在实验室环境下是非常,非常低的。”这意味着,细菌对RNPA1000产生耐药性要慢于其他抗生素。
来自于伊利诺伊州芝加哥大学MRSA(抗药性金黄色葡萄球菌)研究中心的董事罗伯特 多姆称这项研究“具有创意”,并表示它提供了一种针对MRSA流行病的新途径。 “这项研究对我来说重要的并不一定是这项工作很可能是这个难题的答案,”他说,“而是我们开始研究这种病菌是如何在病人体内进行肮脏的工作,以及如何才能阻止它们。”
