科學(xué)家如何找到有效治療細(xì)菌感染的**抗生素

對(duì)于細(xì)菌感染往往需要快速處理，而實(shí)驗(yàn)室要確定病人感染的類(lèi)型常常是非常緩慢的，因此如果醫(yī)生懷疑患者為細(xì)菌感染的話，其可能會(huì)給患者開(kāi)具廣譜抗生素，換句話說(shuō)，這種抗生素能殺滅多種病原體，這種治療往往有一定的缺點(diǎn)，有時(shí)候藥物不僅不會(huì)發(fā)揮殺滅患者所感染的細(xì)菌的作用，還可能會(huì)增加細(xì)菌抗生素耐藥的問(wèn)題。

理論上來(lái)講，如果醫(yī)生懷疑病人發(fā)生了細(xì)菌感染，其就會(huì)要求患者提供諸如尿液等樣本，并送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析檢測(cè)，諸如藥敏紙片法等傳統(tǒng)檢測(cè)技術(shù)往往是在有抗生素存在的情況下來(lái)觀察細(xì)菌的生長(zhǎng)狀況，如果能夠有效抑制細(xì)菌在培養(yǎng)基中生長(zhǎng)，那么這種抗生素就被認(rèn)為能有效治療感染。但這種檢測(cè)常常需要48小時(shí)，這就意味著患者的治療會(huì)被延誤，從而就給了細(xì)菌在患者機(jī)體中繁殖生長(zhǎng)的時(shí)間。

目前研究人員迫切需要尋找新方法來(lái)研究抗生素在單細(xì)胞水平下的影響效應(yīng)，這將能夠幫助研究者盡可能早地發(fā)現(xiàn)治療感染的抗生素，從而減緩抗生素耐藥性的發(fā)生，并改善患者的康復(fù)。近日來(lái)自約克大學(xué)的研究人員就開(kāi)發(fā)出了一種新型的檢測(cè)技術(shù)。

如何開(kāi)發(fā)這種新型工具？

細(xì)菌是非常復(fù)雜的機(jī)器，其會(huì)不斷完成諸如分裂、運(yùn)動(dòng)、獲取陰陽(yáng)、交流等任務(wù)，因此我們需要問(wèn)自己，抗生素真的能以一種非常明顯的方法來(lái)干擾這些功能嗎？目前很多研究人員非常感興趣深入研究抗生素發(fā)揮作用的不同方式，這種方式或許能使得檢測(cè)速度變得更快，因此研究人員決定將研究重點(diǎn)放在細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)方式和形狀上，為了做到這一點(diǎn)，研究人員使用了微粒體工具，即在微觀尺度上來(lái)操控流體的科學(xué)研究。

為了分析受抗生素影響后細(xì)菌運(yùn)動(dòng)和形狀的變化，研究人員在一個(gè)簡(jiǎn)單的玻片上只做了一組微小的杯狀“陷阱”，同時(shí)利用一種微通道來(lái)密封設(shè)備，注入并操控含有細(xì)菌的溶液使得細(xì)菌游動(dòng)。每個(gè)“陷阱”都小的足以捕獲進(jìn)入其中的一個(gè)細(xì)菌，數(shù)以百計(jì)的“陷阱”就能夠幫助研究者同時(shí)檢查多個(gè)細(xì)菌，一旦發(fā)現(xiàn)細(xì)菌研究者就能逐個(gè)檢查其運(yùn)動(dòng)和形狀，并讓細(xì)菌接觸抗生素。

研究者發(fā)現(xiàn)，有效抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的藥物能夠干擾細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)和形狀，只有這些抗生素會(huì)讓細(xì)菌變?nèi)?，無(wú)法積極運(yùn)動(dòng)；反過(guò)來(lái)講，一旦細(xì)菌的形狀和運(yùn)動(dòng)發(fā)生改變就表明抗生素是有效的，因此利用這種手段研究者就能在短短一小時(shí)內(nèi)找到有效治療細(xì)菌感染的藥物，這要比目前的藥敏紙片法的檢測(cè)速度快很多。

潛在的快速臨床設(shè)備

這種新方法的潛在優(yōu)勢(shì)在于其轉(zhuǎn)變了研究思路，將一個(gè)細(xì)菌培養(yǎng)到數(shù)十億個(gè)往往需要很長(zhǎng)時(shí)間，而且這也會(huì)掩蓋細(xì)菌之間的個(gè)體差異，在傳統(tǒng)試驗(yàn)中抗生素能夠有效抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)并削弱細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)，使其在幾小時(shí)內(nèi)變形，而對(duì)單個(gè)細(xì)菌進(jìn)行分析就意味著臨床醫(yī)生并不需要等待細(xì)菌繁殖就能夠研究不同細(xì)菌之間的差異了。

研究者所開(kāi)發(fā)的設(shè)備能作為一種快速臨床工具幫助評(píng)估抗生素在治療既定感染中的有效性，試想一下當(dāng)我們帶著樣本去找醫(yī)生時(shí)，醫(yī)生將樣本處理后注入到由幾個(gè)微通道組成的設(shè)備中，在同一時(shí)間不同的抗生素被注射到每個(gè)通道中，隨后軟件會(huì)自動(dòng)監(jiān)測(cè)細(xì)菌的生長(zhǎng)，并捕獲細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)和形狀。由于最有效的藥物才會(huì)影響細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)和形狀（比影響其生長(zhǎng)更為快速），因此醫(yī)生們并不需要等待細(xì)菌的繁殖；在幾小時(shí)后醫(yī)生就能夠開(kāi)具有效的抗生素來(lái)有針對(duì)性地治療患者的細(xì)菌感染。

只有依賴(lài)一些新型的替代方法，我們才能夠防止抗生素被過(guò)度使用，并減緩細(xì)菌的進(jìn)化和抗生素耐藥性的產(chǎn)生；最完美的處方應(yīng)該是，正確的藥物、合適的病人及正確的時(shí)間。