來自俄亥俄州邁阿密大學的研究人員優化了一項新技術，該技術將使科學家能夠評估潛在的抑製劑如何對抗生素耐葯菌起作用。這項技術被稱為原生狀態質譜法，為科學家提供了一種快速的方法來確定有效的臨床藥物的最佳候選者，特別是在細菌不能再單獨使用抗生素治療的情況下。這項研究結果將在2021年6月21日的美國微生物學會世界微生物論壇在線會議上發表。
上個世紀對抗生素的過度使用導致了細菌耐藥性的上升，導致許多細菌感染不再能用目前的抗生素進行治療。在美國，每年有280萬人被診斷為對一種或多種抗生素有抗藥性的細菌感染，根據美國疾病控制和預防中心的數據，有35000人因抗藥性感染而死亡。
“對抗抗生素耐藥性的一種方法是使用聯合藥物/抑製劑療法，”該研究的報告作者、化學博士候選人凱特琳·托馬斯說。這種類型療法的一個例子是奧格明，一種用於治療呼吸道細菌感染的處方抗生素，它由抗生素阿莫西林和抑製劑克拉維酸組成。克拉維酸是能滅活細菌用來對阿莫西林產生抗藥性的一種關鍵蛋白質。隨着細菌蛋白的失活，僅憑阿莫西林就可以殺死細菌從而治療感染。
在任何新的抑製劑能夠用於臨床之前，科學家需要對抑製劑的工作原理有一個完整的了解。在目前的研究中，托馬斯和她的團隊研究了一種叫做金屬-β-內酰胺酶的細菌蛋白，它使許多臨床菌株對所有青霉素類抗生素產生抗性。青霉素類抗生素占整個抗生素庫的60%以上，可用於治療細菌感染。
當世界各地的許多研究實驗室正試圖創造新的抑製劑，使金屬-β-內酰胺酶失活時，托馬斯和合作者反而分析了這些新抑製劑是如何工作的。”由於金屬-β-內酰胺酶包含兩個金屬離子，我們能夠使用各種光譜技術來研究它們，這些實驗讓我們更深入地了解抑製劑的行為方式，以及它是否有可能成為未來臨床使用的候選。”
文獻中已經報道了數百種潛在的抑製劑，並且已經申請了幾項涉及金屬β-內酰胺酶抑製劑的專利。一些報道的抑製劑通過去除金屬-β-內酰胺酶的一個必要成分而發揮作用。這些相同的抑製劑可能會去除人類中其他蛋白質的這種必要成分，從而引起嚴重的副作用。其他抑製劑直接與金屬-β-內酰胺酶結合併使蛋白質失活；這種類型的抑製劑是任何可用於臨床的新抑製劑的最佳選擇。
這項工作由俄亥俄州牛津市邁阿密大學的Caitlyn A. Thomas、Zishuo Cheng、John Paul Alao、Kundi Yang、Richard C. Page和Andrea N. Kravats在Michael W. Crowder的指導下完成，由美國國立衛生研究院資助（GM134454）。
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