自从亚历山大·弗莱明发现产生青霉素的真菌以来，已经过去了八十多年——这一突破最终催生了今天价值数十亿美元的抗生素产业。研究人员现在正以新的活力求助于大自然，寻找其他对抗感染的方法。
新抗生素的研发很少，而现有抗生素的过度使用已经产生了致命细菌的耐药菌株。“我们需要改变我们现在拥有的，” 宾夕法尼亚州科利奇维尔葛兰素史克抗菌药物药物化学主管斯蒂芬·贝克说。
贝克将于6月2日在路易斯安那州新奥尔良举行的美国微生物学会年会上谈论抗生素的一些替代品。以下是科学家们正在探索的一些疗法。
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细菌会引起感染，但有些细菌也可以通过捕食其他微生物来对抗感染。一些研究人员开始在动物模型和细胞培养物中测试这些捕食性细菌。
最著名的物种，噬菌蛭弧菌 Bdellovibrio bacteriovorus，存在于土壤中。它通过将自身嵌入宿主内外细胞膜之间来攻击猎物细菌，并开始生长丝状物并复制。“这就像走进一家餐馆，锁上门，然后开始狼吞虎咽，” 新泽西州纽瓦克罗格斯大学的细菌学家丹尼尔·卡杜里说。宿主细菌最终会爆炸，并将更多的噬菌蛭弧菌 B. bacteriovorus 释放到环境中。
卡杜里和其他人也在研究捕食性细菌绿脓微 Vibrio Micavibrio aeruginosavorus 的治疗潜力。一个团队已经对肠道细菌大肠杆菌 Escherichia coli 进行了基因改造，使其产生肽，杀死铜绿假单胞菌 Pseudomonas aeruginosa，这是一种引起肺炎的微生物。
这项初步研究正在引起关注。美国国防高级研究计划局的病原体捕食者计划旨在治疗在战场上感染的士兵，本周宣布向研究捕食性细菌的团队提供近 1600 万美元的研究经费。
抗菌肽
植物、动物和真菌具有截然不同的免疫系统，但都会产生肽——即可以破坏细菌的小蛋白质。来自两栖动物和爬行动物等对感染具有异常抵抗力的生物的肽，可能会产生新的疗法。
已经从青蛙、鳄鱼和眼镜蛇等动物身上分离出具有抗菌活性的肽，其中一些似乎在上皮细胞培养物中有效，并且可以治愈小鼠的伤口。这些肽可以被修饰以提高其效力，并且有几种肽正在临床试验中。其中一种名为 pexiganan 的肽，基于青蛙皮肤中的肽，目前正处于 III 期临床试验阶段，用于治疗糖尿病足溃疡。
但是合成这种分子可能很昂贵，这是科学家们必须克服的障碍，才能将新的肽类药物推向市场。
噬菌体
在所有抗生素替代品中，噬菌体——攻击细菌的病毒——在临床上的使用时间最长。苏联科学家在 20 世纪 20 年代开始开发噬菌体疗法，前苏联国家继续保持这一传统。
噬菌体比抗生素有几个优点。每种类型只攻击一种细菌，因此治疗不会损害无害（或有益）的细菌。而且由于噬菌体在自然界中含量丰富，研究人员可以随时找到替代品，以应对细菌进化产生的任何耐药治疗菌株。
格鲁吉亚第比利斯埃利亚瓦研究所科学委员会负责人姆齐亚·库塔特拉泽表示，抗生素耐药性正在推动更多西方患者前往东欧的噬菌体治疗诊所。美国马里兰州贝塞斯达国家过敏和传染病研究所现在将噬菌体列为解决抗生素危机的研究优先事项。一个欧洲中心联盟计划今年夏天开始一项噬菌体治疗烧伤相关感染的临床试验。
基因编辑酶
CRISPR 是一种基因编辑技术，它在科学界引起了轰动，它的基础是许多细菌用来保护自己免受噬菌体攻击的策略。研究人员正在将该系统反过来利用，让细菌自我杀死。
通常，细菌通过生成与外来物中的特定基因序列匹配的短 RNA 序列来检测和破坏噬菌体等入侵者。这个 RNA 片段引导一种名为 Cas9 的酶，通过切割入侵者的 DNA 来杀死它。
科学家们现在正在设计 CRISPR 序列，以靶向特定细菌的基因组，有些人正将他们的 CRISPR 杀伤开关瞄准赋予抗生素耐药性的细菌基因。
金属
铜和银等金属是最古老的抗菌剂。公元前四世纪，希波克拉底就提倡使用金属治疗伤口，更早的时候，古代波斯国王就用金属对食物和水进行消毒。直到现在，研究人员才开始了解金属如何杀死细菌。
一些研究小组正在探索使用金属纳米颗粒作为抗菌治疗方法，尽管在人体方面进行的研究很少。由于金属会在体内积聚并且可能具有剧毒，因此它们的使用可能主要限于治疗皮肤感染的局部药膏。
一个例外是镓，它对误认为它是铁的细菌有毒，但对人体来说足够安全，可以作为肺部感染的静脉注射治疗进行测试。今年夏天，西雅图华盛顿大学的研究人员将开始对 120 名囊性纤维化患者进行镓的 II 期临床试验。初步研究发现，该金属在分解肺部微生物生物膜和改善患者呼吸方面取得了一定的成功。
本文经许可转载，于 2015 年 5 月 27 日首次发表。