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預測超級細菌耐藥突變的方法

時間:2015-3-24閱讀:119
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    隨著耐藥細菌的增加,即使是幾十年來容易控制的常見感染——例如肺炎或尿路感染,用標準抗生素都難以治療。因此迫切需要研制新的藥物,同時也需要某種方法zui大程度地發揮這些藥物的有效使用壽命。當研究人員用這種新藥處理活菌時,實際上出現了兩種遺傳變化,正如他們的算法預測的一樣。

    研究人員正在開發先發制人的策略,同時藥物仍然處于設計階段,這將給科學家們一個有利的開端,來檢測新的化合物。他們說:“如果我們能以某種方法,提前預測細菌如何應對一種特殊的藥物,那么我們就可以改造藥物,或者計劃測試下一種藥物,或排除掉不大可能*有效的療法。" 由于細菌繁殖的如此迅速——在不到一個小時內生長并從一個細胞分裂為兩個,耐藥菌不斷地發生演變,因此研究人員必須不斷開發新的方法來殺死它們。

    研究人員說:“對于一些抗生素來說,藥物引入后幾十年都沒有出現*個耐藥菌株在,而在其他抗生素中則只需要一年的時間。"直到現在,研究人員都在試圖預測使細菌逃避某種特定藥物的遺傳改變,他們不得不從先前已經發現的耐藥突變“文庫"中查找可能的突變。

    但是,當談到預測細菌如何適應新的藥物時,這種方法存在不足,因為微生物不會以可重復的、可預見的方式發生改變。“有了一種新藥,總有一種可能性,即生物體會產生從來沒見過的不同突變。這是醫生真正擔憂的事情。"

    研究小組集中在一種新的實驗性藥物,這種藥物通過結合和抑制一種細菌酶(稱為二氫*還原酶,DHFR,在DNA構建和其他過程中發揮至關重要的作用)而起作用。這種藥物稱為炔丙基連接*拮抗物,有望作為MRSA感染的一種治療方法,但是尚未進入人體試驗。

    研究人員說:“我們想查明,細菌采用什么策略來對抗這些新的化合物。它們可能是我們以前見過的相同舊突變嗎?或者細菌采用了新的策略?"在一份可能突變的順序表中,研究人員把注意力集中在4個微小的差異,稱為單核苷酸多態性(SNPs),理論上它們會賦予細菌耐藥性。雖然他們發現的突變以前沒有報道過,但是,在實驗室利用活菌的實驗表明,他們的預測是正確的。

    研究人員說:“我們的確在細菌中發現了新預測的突變,這一事實非常令人興奮。"現在,研究人員正在使用他們的算法來預測其他藥物(旨在對抗大腸桿菌和腸球菌這樣的病原體)的耐藥突變。他們說,該模型也可以擴展到預測一種微生物對一種以上藥物的響應。“我們甚至可以誘騙一種病原體發展出突變,使其能夠逃避一種藥物,但是這會使其對另一種藥物特別敏感,就像一種組合拳。"

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