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生物膜根除已经开始

2019-06-15 14:37:19 • 来源：

你听说过生物膜吗?它们是粘性的胶状膜，由微生物如细菌和真菌产生，以便在表面定殖。它们可以在动物和植物组织上生长，甚至可以在人体内生长在诸如导管，心脏瓣膜或人工髋关节等医疗设备上。生物膜保护微生物免受身体免疫系统的侵害，并增强其对抗生素的抵抗力。它们是医院环境中患者面临的最大威胁之一。但有一个好消息 - 由麦吉尔大学健康中心研究所(RI-MUHC)和病童医院(SickKids)领导的一个研究小组开发了一种新型酶技术，可以防止生物膜的形成，也可以打破他们失望了。

生物膜根除已经开始

最近发表在美国国家科学院院刊(PNAS)上的这一发现为开发治疗多种疾病和医院获得性感染(如肺炎，血流和尿路感染)的创新策略创造了一条有希望的途径。生物膜相关感染每年造成北美数千人死亡。它们难以根除，因为它们分泌由糖分子构成的基质，形成一种作为物理和化学屏障的装甲，防止抗生素到达微生物内的目标位置。

“我们能够利用微生物自身的工具来攻击和破坏将生物膜固定在一起的糖分子，”该研究的联合首席研究员，MUHC的传染病科主任Don Sheppard博士说。来自RI-MUHC全球健康计划的传染病和免疫科学家。“我们正在攻击保护这些微生物的生物膜，而不是试图开发针对单个微生物的新的个体'子弹'，而是通过真正地撕下墙来揭露生活在其后面的微生物。这是解决这个问题的全新策略。 “

这项工作是Sheppard博士团队与SickKids分子医学项目资深科学家P. Lynne Howell博士实验室科学家成功合作四年的结果。他们多年来一直致力于对抗生物膜，重点关注两种最常见的肺部感染生物：一种叫做铜绿假单胞菌的细菌和一种叫做烟曲霉的真菌。在患有囊性纤维化等慢性肺病患者中感染这些生物体是药物治疗中的巨大挑战。

在研究这些生物用于制造生物膜的机器时，科学家们发现了切割糖分子的酶，这些酶将生物膜粘合在一起。“微生物利用这些酶将糖分子转移并切成碎片，以构建和重塑生物膜基质，”谢泼德博士说，他也是麦吉尔大学医学与微生物学和免疫学系的教授。研究人员发现了一种利用这些酶降解糖甲的方法，将微生物暴露于抗生素和宿主防御系统。

“我们将这些酶制成生物膜破坏机器，我们可以在糖分子被发现的微生物体外使用，”共同研究的作者，Sheppard博士实验室的博士生Brendan Snarr解释道。“这些酶会咀嚼其路径中的所有糖分子，并且在基质被破坏之前不会停止。”

“以前处理生物膜的尝试只取得了有限的成功，主要是防止生物膜形成。这些酶是第一种有效根除成熟生物膜的策略，在小鼠感染模型中起作用，”Sheppard博士补充说。

“当我们从细菌中提取酶并将其应用于真菌时，我们发现它们以相同的方式在真菌生物膜上起作用;这是令人惊讶的，”该研究的共同主要研究者P. Lynne Howell博士说。他也是多伦多大学生物化学系的教授。“关键是这种方法可以成为利用微生物自身系统降解生物膜的普遍方式。这对许多微生物，疾病和感染具有更大的影响。”

“超过70%的医院获得性感染实际上与生物膜有关，而我们根本就缺乏治疗它们的工具!”谢泼德博士。两位首席科学家表示，这种新疗法的潜力巨大，他们希望在未来几年将其商业化。

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