析基因組大數據 助了解抗生素失效機制 有利研新藥
香港文匯報訊(記者 唐嘉瑤)由於濫用抗生素情況嚴重,導致多重具耐藥性的「超級細菌」出現,為全球公共衛生帶來嚴峻挑戰。針對被視為「最後防線藥物」的餖抗生素,香港科技大學生命科學部研究團隊,透過基因編輯及基因組大數據分析等,首次發現細菌中的「D-型胺基酸特異性多霅@藥J」(DRPs)正是耐藥性的源頭。是次發現可望幫助醫學界了解細菌令抗生素失效的機制,帶來同期預警,更為研發新藥有效對抗「超級細菌」提供新方向。
餖抗生素(peptide antibiotics),包括能對抗黃葡萄球菌的萬古霉素,以及可治療大腸桿菌感染的多粘菌素,由於耐藥性風險較低,一向被視為對付「超級細菌」最有力的武器。但亦有科學研究顯示,部分細菌對個別餖抗生素存在耐藥性,了解這項「最後防線」如何出現弱點,成為人類對抗「超級細菌」的關鍵之一。
科大生命科學部講座教授錢培元領導團隊,自2015年起分析了逾6,000個細菌基因組大數據,並通過基因編輯、化學及J學分析等途徑,發現其中有1,200個基因組含有DRPs。團體隨機抽樣其中兩個含DRPs的基因組,及6種毋須經醫生處方的餖抗生素,測試細菌產生耐藥性的原因及了解當中的耐藥性機制。
經過反覆驗證後,團隊確認DRPs是細菌耐藥性的其中一個源頭,並會對大部分的含有D-型胺基酸的抗生素有破壞性的影響,當中的機制為DRPs透過針對性識別並分解D-型胺基酸,便會導致抗生素失效。
事實上,現時大部分餖抗生素的主要成分涉及D-型胺基酸及L-型胺基酸等,不少都有機會面對失效的風險。
可為醫學界提供早期預警
錢培元解釋,細菌有自己的保護機制,會用盡辦法存活下來,而DRPs廣泛存在於自然界各類細菌中,若人類繼續濫用抗生素,病原菌便有機會從自然界中獲得該耐藥基因,令更多餖抗生素失效,導致延誤甚至無法治療的問題。
他補充指,「增加對餖抗生素耐藥性的認識,不但為醫學界提供早期預警,亦有助研發應付超級細菌的新抗生素,發現DRPs只是一個開端,希望未來有更多研究,針對餖抗生素的使用及發展。」
恐新藥研發不及細菌耐藥速度
錢培元表示,「超級細菌」的出現,將令人類面臨愈來愈嚴峻的「有病無藥醫」危機。新藥研發及細菌耐藥性發展就如速度競賽般,但他坦言,目前人類正面對猶如「龜兔賽跑」處境,新藥研究速度遠遠落後,認為研究人員必須要加快腳步研發新型抗生素,希望能趕上有效保護大眾健康。
錢培元又指,若不加快研發新抗生素的步伐,預計在2050年會出現全球性的抗生素耐藥性危機,導致1,000萬人因病無藥醫而死亡,及會增加多達66兆英鎊的醫療支出,對全球公共衛生及經濟造成嚴重的威脅。
他期望,是次研究能幫助為藥廠研發對抗「超級細菌」的新型抗生素提供新方向,相關論文並已於國際權威科學期刊《自然-化學生物學》中發表。