科學(xué)家開發(fā)出“誘騙分子”能靶向作用引發(fā)尿路感染的致病菌

幾乎有一半的女性都會在其一生的某個時間點(diǎn)經(jīng)歷尿道感染帶來的疼痛和灼燒感，很多感染都能被抗生素成功治療，然而如今抗生素耐藥性的出現(xiàn)是公眾所要面對的日益嚴(yán)重的健康問題。

近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志PNAS上的研究報告中，來自華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過對小鼠研究發(fā)現(xiàn)了一種新方法，即不利用抗生素也能夠治療尿路感染（UTIs）。研究者Scott J. Hultgren表示，數(shù)百萬名女性每年都會遭受尿路感染，而且這種疾病越來越難以治療，如今我們發(fā)現(xiàn)，僅通過阻斷細(xì)菌粘附到小鼠尿道上，我們就能夠治療尿路感染，這或許是未來克服抗生素耐藥性的新型手段。

大腸桿菌引發(fā)了80%的尿路感染，其會導(dǎo)致小便疼痛灼燒，隨后這些細(xì)菌就會轉(zhuǎn)移到機(jī)體腎臟中，誘發(fā)背痛和發(fā)燒等癥狀；在一些罕見病例中，其還會擴(kuò)散到血液中，從而誘發(fā)潛在的致命性并發(fā)癥。通常情況下利用抗生素就能有效清除尿路感染，但10%至20%的患者病例并不會對一線藥物產(chǎn)生反應(yīng)，因此研究人員Hultgren及其同事通過研究希望開發(fā)出一種新方法能夠抑制細(xì)菌誘發(fā)疾病，從而幫助減少患者對抗生素的依賴性。

大腸桿菌引發(fā)尿路感染的**步就是利用其菌毛將糖分子拴在膀胱表面，此前研究人員開發(fā)出了一種改良形式的甘露糖分子，而且細(xì)菌常常偏愛膀胱壁上的特殊糖分子，當(dāng)尿路感染的小鼠被給予甘露糖時，膀胱壁上的大腸菌群就會追逐這些甘露糖分子，從而就會被“沖走”。此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，大腸桿菌能獲取泌尿系統(tǒng)組織上的半乳糖分子。

本文中，研究人員通過聯(lián)合研究設(shè)計并對半乳糖苷類分子進(jìn)行篩選，最后鑒別出了能夠緊密吸附細(xì)菌菌毛末端粘附蛋白上的糖類分子，利用X射線對結(jié)合在粘附蛋白上的半乳糖苷分子進(jìn)行分析，研究人員就能夠獲得這些分子的粘性版本，隨后他們讓干乳糖苷分子與半乳糖分子進(jìn)行競爭來觀察哪種糖分子能夠以**的方式吸附到細(xì)菌蛋白質(zhì)上，半乳糖苷分子或能超越半乳糖分子，作為更好的誘餌來誘騙細(xì)菌，使得細(xì)菌更多的捕獲半乳糖苷分子，從而就能有效替代尿路組織上“錨定”的半乳糖分子。

隨后研究人員闡明了是否半乳糖苷分子能夠幫助治療尿路感染，他們將大腸桿菌注射到小鼠膀胱中，隨后給予小鼠半乳糖苷分子或安慰劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，給予半乳糖苷分子的小鼠膀胱和腎臟中細(xì)菌的數(shù)量下降了100倍；當(dāng)同時利用甘露糖苷和半乳糖苷分子同時治療小鼠時，小鼠膀胱中的細(xì)菌數(shù)量會下降100倍，腎臟中的細(xì)菌幾乎被完全清除了。Kalas說道，我們能夠同時應(yīng)用兩種不同的抑制劑，并且能夠觀察到一種協(xié)同的治療效應(yīng)，而本文研究結(jié)果也表明，細(xì)菌的菌毛或許在感染期間的吸附過程中扮演著關(guān)鍵角色。

能夠吸附甘露糖分子的菌毛在膀胱的吸附過程中扮演著關(guān)鍵的角色，而識別半乳糖的菌毛似乎在腎臟中更為重要一些，阻斷細(xì)菌試圖控制半乳糖和甘露糖的方式或許就能有效治療一些嚴(yán)重的膀胱和腎臟中發(fā)生的細(xì)菌性感染。如今，破壞細(xì)菌在機(jī)體中生存能力的藥物似乎并不太可能誘發(fā)細(xì)菌耐藥性的發(fā)生，因?yàn)檫@種藥物并不像抗生素，其并不會驅(qū)動細(xì)菌死亡或進(jìn)化出耐藥性來生存。

研究人員并沒有殺滅這些細(xì)菌，而是利用特殊方式將致病菌從宿主機(jī)體的患處組織移除了而已，研究者發(fā)現(xiàn)，半乳糖苷能夠抑制細(xì)菌的粘附蛋白吸附到人類的腎臟組織上。在半乳糖苷分子進(jìn)入到人類臨床試驗(yàn)之前，研究人員還需要進(jìn)行更為深入的研究來闡明半乳糖苷分子是五毒的，而且當(dāng)人們從口中攝入后能快速被機(jī)體吸收，研究人員非常堅信他們開發(fā)出了一種能夠代替抗生素且能有效治療細(xì)菌感染的新療法。

最后研究者Janetka表示，如今我們能利用一種新型策略成功靶向作用兩種不同的糖類-蛋白質(zhì)的相互作用，很多致病菌誘發(fā)感染的**步就是結(jié)合到機(jī)體組織表面的糖分子上，因此，相同的抗生素節(jié)約手段或許還能用于除大腸桿菌外的其它細(xì)菌的感染中，如果我們能夠鑒別出細(xì)菌所利用的其它吸附蛋白來粘附到人類機(jī)體的特殊位點(diǎn)上，在很多情況下我們或許就能夠開發(fā)出特殊的化合物來抑制這種粘附作用，從而有效治療多種細(xì)菌性感染。