抗菌素

日前在国家质检总局的标准研讨会上，吉林出入境检验检疫局建立了硝基米唑在动物源食品中的国标方法，这一方法的稳定性，可操作性及方法灵敏度甚至超过了国外同类方法，为我国出口食品再添强力保障。在这一分析项目中，美国J2公司生产的GPC凝胶净化系统，再次承担起非常重要的样品净化作用，保障了后续LC/MS/MS分析的检出限，同时也减少了仪器发生故障的机率。

研究人员检查菌种 四川抗菌素工业研究所所长易八贤 　　国内现存唯一一家国家级抗生素工业研究所位于成都 　　因为“超级细菌”带来的风暴，45岁的易八贤最近颇受关注。易八贤任所长的四川抗菌素工业研究所(以下简称研究所)与他本人同龄，45年来先后研发了100余种抗生素，是目前国内现存唯一的国家级抗生素工业研究所。研究所位于成都龙潭工业区，上个世纪90年代之前曾辉煌一时。 　　然而，耐药菌加速出现，抗生素的研发周期漫长且需巨额资金投入，目前仅凭抗生素研发已不能完全支撑研究所的发展。与此同时，为应对越来越多的“超级细菌”，研究所也在努力研发抗生素的替代品，“即便距离新药上市还需要漫长的周期，但作为央企要履行社会责任，这种研究就是为全民健康安全做技术性储备。”研究所生物部副部长王辂说。 　　耐药菌在加速出现正是跟抗生素滥用有关 　　研究所位于成都龙潭工业区，上个世纪90年代之前该所实行国家计划全额拨款。“那个时候国内一大半的抗生素都是我们所研发的，像青霉素、庆大霉素等，现在在用的也还有很多。”易八贤略带骄傲地说，研究所全球首创的抗结核利福霉素系列，创新药物利福喷丁还得到了世界卫生组织的高度评价。 　　上世纪90年代以后，国内外研发的抗生素都少了。“国内外有不少企业都把抗生素这块卖出去了。”易八贤说，虽然技术的革新提高了效率，但由于药物审批越来越严格，尤其是临床数据要求越来越全面，必须保证足够的临床试验时间，新药的研发周期仍然漫长，“少说也要一二十年。”相对而言，耐药菌出现的速度却越来越快。“以前是几年才会出现耐药菌，现在一两年就不管用了，快的还有几个月的。” 　　易八贤认为，除了气候、环境等因素的影响，耐药菌加速出现与抗生素滥用不无关联。“明明一代抗生素就可以治好的，偏偏要用二代，这就像用炮弹打蚊子。”他举例说，在北欧一些国家，现在青霉素依然有效，而在国内已经更新换代好几轮了。 　　抗生素研发跟不上应像免疫规划一样重视 　　漫长的研发周期与加速出现的耐药菌像一场拉锯战，减弱了企业研发抗生素的动力。 　　“2000年以前大学还有抗生素专业，现在已经没有专门的研究学科了。”易八贤说，抗生素的临床应用越来越广，但国家的重视程度并没有跟上。过去是国家全额拨款，现在研究所直接面向市场，“企业需要什么研究所搞什么，不能创收的研发方面自然力不从心，所以我们研究所才渐渐成为唯一一个还在坚持研发的抗生素工业研究所”。 　　易八贤说，去年以前国家每年给该研究所的拨款只有几十万元，这些连给离退休职工和老专家们的保险、医疗费都不够。因为实施国家重大新药创制专项计划，明年起研究所每年可以得到上千万的拨款，但即便如此，“相对于研发需要投入的巨额资金，也只是杯水车薪。” 　　为了弥补缺口，研究所目前主要通过为企业提供技术服务“创收”。“不过都还是抗生素领域内的事。”针对这种状况，易八贤呼吁，希望国家能引导科研单位、企业对抗生素研发领域的重视，增加投入，“要是能像重视免疫规划一样重视抗生素研发，研发格局肯定不是现在这样。” 　　□探秘抗生素研发 　　抗生素有替代品我国研究刚开始 　　研究所的300多人里，王辂所在的生物部是最大的一个团队。这里不仅承担着改良制药工艺的任务，还肩负着研发抗生素替代品的重任。 　　王辂介绍，目前抗生素的替代品有4个领域，经比较后认为比较可行的是噬菌体和噬菌体酶。“噬菌体不是病原体，它干的是攻击细菌的活。”人们可以通过噬菌体去攻击引起疾病的细菌，来治疗细菌感染。而传统的抗生素会不分青红皂白，杀死所有它遇到的细菌，好的细菌也难逃一劫。但噬菌体不会破坏人的微生物平衡，一种噬菌体只攻击一类致病细菌，所以病毒对噬菌体产生抗药性的几率也被降低了。 　　“这个理念已经存在很久了，只是我们国家最近几年才开始研究。”王辂说，二战后就有国家开始研究了，并进行了临床使用。从研发到新药上市同样需要漫长的周期，“开始研究”，就是在做一种技术性储备。 　　国内最全菌种库最冷只有-196℃ 　　为研发抗生素，研究所位于成都龙潭工业区的总部有着国内最全的菌种库。这个最大的“宝库”存放着5万5千株，55万份微生物菌种。 　　三个冻库从4℃到-196℃ 　　“宝库”名为微生物菌种资源保藏管理中心，核心地区是3个看似普通的房间。厚厚的铁门一打开，寒气扑面而来。第一间温度维持在0-4℃，第二间温度降到了零下80℃，第三间更加寒冷，用于保存菌株的液氮温度为-196℃，皮肤一接触就会冻伤。 　　每个铁柜，都有专人保存钥匙。一个柜子10层，拉开一层，满满都是5厘米长的玻璃瓶，每种菌株至少保存有10瓶。 　　全国刨土只台湾香港没去 　　这个菌库在研究所成立之初建立，随着几代人的积累，已经成为全国品种最齐全的菌种资源保藏管理中心。每一种新菌种的发现，都是这里的工作人员身体力行的结果。王辂说：“我们也许是全国唯一一家进行‘地毯式’搜集、发掘的中心了。” 　　“地毯式”搜集，是指工作人员刨遍了全国各个深山老林里的土，只为提取出土壤中的菌株。每年，中心都会固定进行4次采样，每次半个月到一个月，专门到远离人类生活区的地方采集土壤、枯枝树叶、植物等。 　　中心主管郭义东今年33岁，上山下乡已经是他的常态。为了寻找生物多样性丰富的地方，不同经纬度、海拔的地方都得去。全国大江南北，除了台湾、香港，哪里的土他都刨过。川西高原海拔四五千米的高山，上下也就一天。“菌种离开原生的环境久了会衰减、死亡，所以我们必须将它们迅速进行处理。” 　　新的菌种越来越难以发现 　　这些常人不屑一顾的泥土，其中都埋藏着宝贝。经过低温烘干、研细、稀释后，泥土中的菌株就会在培养皿中开始生长。再经过分类和鉴定，就能判断是什么菌种。随着时间推移，新的菌种已经越来越难以发现，不过中心工作人员仍在坚持每年进行采样，只为了找到新的菌种。 　　对菌种进行筛选，提取活性物质，然后再进行药效学研究、临床试验等一系列程序，才有可能研发出一种新的抗生素。“人类发现的抗生素鼻祖青霉素，就是从一种叫做青霉菌的菌株培养液中提取的药物。”郭义东说。

5月18日，微生物学顶级期刊Nature Microbiology在线发表了中国农业大学动物医学院沈建忠院士团队题为“A broad-spectrum antibiotic adjuvant reverses multidrug resistant Gram-negative pathogens”的文章。该研究发现了一种新型广谱抗菌增效剂，能够恢复多重耐药革兰氏阴性菌对多种抗菌药物的敏感性，为合理用药和治疗多药耐药病原菌感染提供了新策略。15:42 2020/7/2 使用仪器：岛津LCMS-8045 抗菌药物的大规模、不合理使用加速了耐药性细菌的产生和传播，导致多种抗菌药物对细菌感染的疗效降低，甚至无效。为保障人类健康和畜牧业健康持续发展，开发有效的治疗方案和寻找新型抗菌药物或抗菌增效剂势在必行。新型抗菌药物及替代物的研发成本高昂，周期长；相较于新药开发，提高现有抗菌药物的疗效，成本相对较低，且安全高效，成为近年的研究热点。目前临床上常用的抗菌增效剂主要有两类，分别是上世纪七十年代和八十年代上市的磺胺增效剂和β-内酰胺酶抑制剂。这两类增效剂均只能增强某一类抗菌药物的治疗效果，但随着多重耐药菌特别是革兰氏阴性耐药菌的广泛流行，由于其作用机制的单一性已导致这两类增效剂在临床上的应用价值凸显不足。 寻找新型广谱抗菌增效剂是提高现有抗菌药物疗效，延长其使用寿命的重要措施。在该研究中，首次报道了一种新型线性短链广谱抗菌增效剂SLAP-S25，可以提高多种临床常用抗菌药物如四环素、万古霉素、氧氟沙星、利福平和多粘菌素对多重耐药大肠杆菌以及其它耐药的革兰氏阴性菌的抗菌效果。研究表明SLAP-S25和多粘菌素联合应用恢复了10种不同的多粘菌素耐药革兰氏阴性菌对多粘菌素的敏感性，但对肺炎克雷伯菌则需采用SLAP-S25和其他种类抗菌药联用策略。同时，SLAP-S25和多粘菌素联合应用有效抑制了87株临床分离的多粘菌素耐药大肠杆菌的生长。此外，SLAP-S25不仅能恢复携带多粘菌素耐药基因mcr的革兰氏阴性菌对多粘菌素的敏感性，还能降低其用药量，为保障多粘菌素类药物作为抗革兰氏阴性菌感染的“最后一道防线”提供了新思路和技术支持。 图1 SLAP-S25增强多种抗菌药物对革兰氏阴性菌的抗菌效果 通过构效关系分析揭示SLAP-S25的苯环侧链是其发挥作用的活性中心。发现SLAP-S25与革兰氏阴性菌外膜主要成分脂多糖（LPS）结合后破坏外膜完整性，导致外膜通透性增加。有趣的是，SLAP-S25与LPS的结合不受MCR酶修饰的影响。随后，SLAP-S25靶向识别细菌内膜的磷脂酰甘油（PG），推测其与PG头部基团的磷酸根结合，增加细菌内膜的通透性。SLAP-S25通过双重作用大大提高了革兰氏阴性菌内膜和外膜的通透性，促进多种抗菌药物在细菌的胞内累积，从而发挥增效作用。值得注意的是PG作为细菌内膜组分中普遍存在的膜磷脂分子，但在哺乳动物中含量很低。这进一步解释了SLAP-S25的高选择性和安全性，保障了低细胞毒性和溶血性，有较好的成药潜力。 图2 SLAP-S25靶向识别磷脂酰甘油（PG） 在三种动物感染模型，包括大蜡螟细菌感染模型，小鼠腹膜炎-败血症模型，小鼠腿部感染模型中，SLAP-S25与多粘菌素联合应用显著提高了多耐药大肠杆菌感染大蜡螟和小鼠的存活率，降低了小鼠心、肝、脾、肺、肾等脏器中的细菌载量。此外，在腿部感染模型中，SLAP-S25及多粘菌素联合应用也显著降低了小鼠腿部的细菌载量。 图3 SLAP-S25和多粘菌素联合应用具有良好的体内治疗效果 以上结果表明，SLAP-S25是一种新型抗菌增效剂的先导化合物，具有较理想的成药性。同时，新发现的药物作用靶点PG为活性分子筛选和新型抗菌药物开发提供了新思路。后续将围绕SLAP-S25的作用机制展开深入的研究，为其临床应用提供数据支持，实现多重耐药革兰氏阴性病原菌感染的高效治疗。 图4 SLAP-S25作用机制示意图 中国农业大学动物医学院博士研究生宋玫蓉和刘源为共同第一作者，引进的“杰出人才”朱奎教授和沈建忠院士为共同通讯作者。本研究获得了国家自然科学基金（31922083、21861142006）和高层次引进人才科研启动经费等项目资助。 文献题目：《A broad-spectrum antibiotic adjuvant reverses multidrug resistant Gram-negative pathogens》使用仪器：岛津LCMS-8045第一作者：宋玫蓉、刘源共同通讯作者：朱奎、沈建忠原文链接：https://www.nature.com/articles/s41564-020-0723-z 声明1、文章来源：中国农业大学官网。2、本文不提供文献原文，如有需要请自行前往原文链接查看。3、所引用文献仅供读者研究和学习参考，不得用于其他营利性活动。