科學(xué)家們已經(jīng)證明,修改引起炭疽病的細(xì)菌產(chǎn)生的酶可以保護(hù)小鼠免受這種致命疾病的感染。他們的研究結(jié)果發(fā)表在今天的《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》在線版上,提出了一種治療耐多藥炭疽菌株的潛在治療策略,并可能為其他細(xì)菌感染提供新的治療方法。
炭疽芽孢桿菌是引起炭疽的細(xì)菌,被認(rèn)為是最重要的生物恐怖主義威脅之一,也是世界許多地區(qū)的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。三個(gè)主要成分使它能夠引起疾病——致死毒素、水腫毒素和膠囊。在這項(xiàng)研究中,研究人員開發(fā)了一種方法來降解細(xì)菌周圍的膠囊,使其被白細(xì)胞攝取和破壞,從而降低毒力。
該論文的資深作者、醫(yī)學(xué)博士 Arthur M. Friedlander 表示,公共衛(wèi)生官員越來越關(guān)注似乎對已知抗生素治療具有抗性的炭疽菌株。他和他在美國陸軍傳染病醫(yī)學(xué)研究所 (USAMRIID) 的團(tuán)隊(duì)與美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室、西雅圖華盛頓大學(xué)和加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員合作,探索不依賴的替代治療方法。關(guān)于抗生素藥物的使用。
一個(gè)有希望的途徑是使細(xì)菌更容易受到先天免疫系統(tǒng)的影響——這是人體抵御病原體“入侵者”的第一道防線。先天免疫反應(yīng)由物理、化學(xué)和細(xì)胞防御組成,可立即防止外來病原體在全身傳播。被稱為莢膜解聚酶的酶是由幾類細(xì)菌自然產(chǎn)生的,已成為一種潛在的新型抗毒劑。
“對炭疽桿菌內(nèi)的莢膜解聚酶的鑒定使我們嘗試使用該酶去除莢膜,”弗里德蘭德說。“當(dāng)這證明成功時(shí),我們利用重組 DNA 技術(shù)和蛋白質(zhì)工程方法以新的方式設(shè)計(jì)和重新配置酶。”
這些“工程變化”包括通過蛋白質(zhì)設(shè)計(jì)進(jìn)行循環(huán)排列,以提高穩(wěn)定性并使酶更容易生產(chǎn),以及聚乙二醇化,改善酶的藥代動(dòng)力學(xué)——允許它在體內(nèi)被吸收和適當(dāng)分布的特性。然后,該團(tuán)隊(duì)測試了稱為 PEG-CapD-CPS334C 的聚乙二醇化酶,以確保它保留了酶活性。
在這項(xiàng)研究中,在用 PEG-CapD-CPS334C 治療后,感染了來自非產(chǎn)毒包囊菌株的炭疽孢子的 10 只小鼠中有 10 只得到了完全保護(hù),而接受對照治療的 10 只小鼠中只有 1 只存活了下來。類似地,使用 PEG-CapD-CPS334C 治療感染了完全毒力的包囊菌株的小鼠可以保護(hù) 10 只動(dòng)物中的 8 只,而 10 只對照動(dòng)物中只有 2 只存活。
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