本文来自微信公众号陈述根本,作者/陈根。
近日,洛克菲勒大学的研究人员使用算法“慧眼识珠”对细菌基因簇进行分类,并挑选出最有希望产生抗菌效果的候选化合物——cilagicin。
自抗生素在临床上广泛应用以来,人类和动物感染细菌性疾病的发病率和死亡率就大大降低。然而,抗生素的大量使用,也导致了细菌通过获得基因或染色体突变产生细菌耐药性。科学家们预测,如果不尽快研发新药,预计到2050年,每年将有一千万人因耐药菌感染而丧生。
但在过去几十年,新诞生的抗生素寥寥无几,且结构上与过去已有抗生素大同小异。这是因为要明确某种感染是否对抗生素有抗药性,需要将细菌分离出来在实验室中培养,观察细菌群的生长情况,这一过程时间消耗大且成本高昂。更重要的是,细菌相关机制复杂,成千上万个未定性的基因簇难以进行分类。
为了解决这一难题,洛克菲勒大学的研究人员使用算法“慧眼识珠”来对这些基因簇进行分类,并挑选出最有希望产生抗菌效果的候选化合物——cilagicin。实验中,cilagicin能够有效杀死细菌,包括对现有抗生素存在耐药性的几个菌株。
根据抗生素干扰代谢过程的不同,抗生素常分为细胞壁合成抑制物、蛋白质合合成抑制物等,前者可通过抑制细胞壁的合成可达到杀菌效应,如青霉素类、头孢类等β-内酰胺类抗生素,但对没有细胞壁的支原体等微生物没有作用。
众所周知,现有的抗生素会结合一个分子或另一个分子,但耐药菌仍然可以使用第二个分子来维持细胞壁。而cilagicin攻击细菌时,结合了两种分子C55-P和C55-PP,以达到完美的灭杀效果。
值得一提的是,该化合物不会误伤其他细胞,甚至能够杀死研究人员专门设计来抵抗该药物的细菌。在治疗活体小鼠的细菌感染中,其也能达到令人满意的效果。可以说,cilagicin是在该算法方法辅助下,发现的第一个极具价值的候选药物。
总的来说,该研究开发了一个高效抗生素候选物推荐算法,为阻止耐药性的发生和传播提供了新策略。未来,研究人员计划优化该化合物,并在动物身上进行更多其他细菌测试。