《Cell》子刊：抗生素還能帶熒光？新型熒光抗生素讓耐葯菌無處可逃！

乾貨 | 靠譜 | 實用

導 讀

要更好地理解多重耐葯（MDR）細菌如何逃避新型抗生素，需要更好地了解抗生素的化學生物作用。 這就需要使用新的工具和技術來提高我們對細菌與抗生素如何反應的認識，理想情況下是在細胞中實時選擇性地研究細菌生長，分裂，代謝和對抗生素的反應。新型熒光抗生素或許會幫助我們解決這個問題。

抗生素在現代醫學中的應用

自從1928年發現青黴素以來，抗生素已成為現代醫學不可或缺的一部分。消滅人體內的細菌生長，大大降低臨床死亡率。儘管抗生素對現代醫學有革命性的影響，但有幾個問題限制了它們的使用，主要是由於抗藥性造成的副作用和缺乏臨床有效性。這些問題因臨床中缺乏可用的新抗生素而加劇，如果不採取任何措施，我們正在接近進入後抗生素時代。

熒光抗生素的本質

歷史上，研究最廣泛的熒光抗生素是光輝黴素，色黴素A3和奧利黴素，它們都具有熒光蒽醌核心。這些藥物特異性結合DNA，因此可用於細胞培養物中的DNA染色和流式細胞術。。最近，臨床喹諾酮抗生素-左氧氟沙星被聚集在多孔硅膠膜上。用喹諾酮熒光監測左氧氟沙星的釋放。當治療時，某些抗生素（如氟喹諾酮類藥物）的熒光可能會干擾依賴熒光的其他診斷技術。一般而言，具有內在熒光的抗生素已被用於專門的檢測，但具有有限的通用性。鑒於內在熒光抗生素的數量有限，大多數使用熒光抗生素的研究集中在熒光團與不同種類抗生素綴合物的研發上。

靶向細菌細胞壁的熒光抗生素綴合物

目標靶向細胞壁的抗生素有幾種，即β-內醯胺，糖肽，脂肽和多肽。這些類別都與熒光團結合。對b-內醯胺或糖耐量具有抗性的細菌是臨床抗菌的頭號公敵。因此，利用這些抗生素研究抗生素耐藥性的研究也較為火熱。

熒光β-內醯胺主要用於研究細菌對內醯胺類抗生素的抗性，這通常通過以下兩種機制之一產生：產生使抗生素降解和失活的β-內醯胺酶（Bla）酶和/或異構體表達青黴素結合蛋白（PBPs）使細菌不結合β-內醯胺，但仍然可以參與肽聚糖的合成。

熒光抗生素與細胞內靶點產生共軛

有幾種不同類型的抗生素通過靶向細菌細胞內DNA和/或蛋白質合成的各個方面起作用，包括大環內酯類，氨基糖苷類，喹諾酮類，磺胺類和惡唑烷酮類。 大多數這些抗生素類別的熒光衍生物可用於研究母體藥物的MOA。 然而，因為外膜限制了大疏水分子的通過，所以這些綴合物穿透細胞並避免活性流出的能力可能受損，特別是對於革蘭氏陰性細菌。 許多研究反而集中在對分離靶點的體外研究。

熒光抗生素已幫助研究人員闡明抗生素MOA和脫靶作用，篩選出新的抗生素，檢測環境中的抗生素，追蹤整個細胞和生物體內的抗生素攝取以及檢測細菌感染。儘管有如此廣泛的用途，但可用的熒光抗生素的數量仍然有限，因此這些工具還沒有發揮其全部潛力。除了開發更多的熒光探針，還應使所有主要抗生素類具備熒光性質。 最好的熒光團取決於預期的用途：NIR是體內成像所必需的，但BODIPY更加明亮，適用於共聚焦顯微鏡。重要的是，必須測試所有新偶聯物的體外靶向活性和細菌MIC，以確認它們準確地模擬親本抗生素。相信不久的未來，隨著新型熒光抗生素的產生，臨床抗菌的被動局面會被改善。

參考文獻：

M. RhiaL.Stone, Mark S.Butler. Fluorescent Antibiotics:NewResearchTools

to Fight Antibiotic Resistance.

上海三甲醫院、中科院頂尖實驗室參觀，一天半會議內容，二場精彩沙龍、7個主題專場，30位發言嘉賓，500+醫院臨床檢驗中心、第三方醫學檢驗所、基因檢測機構、分子診斷產品生產企業、分子診斷相關軟體研發企業共同參與!

2018第二屆現代臨床分子診斷研討會（Clinical Molecular Diagnostics Forum CMDF）將於2018年10月26-28日在復旦大學附屬中山醫院隆重舉行！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！