PNAS：在对抗抗生素耐药性方面迈出了巨大的一步

　　

通过使用超级计算机来跟上疾病令人印象深刻的进化能力，科学家们在对抗人类健康的最大威胁方面可能取得了巨大的飞跃。

由朴茨茅斯大学的Gerhard Koenig博士共同领导的一个国际团队进行了一项新的研究，通过重新设计现有的抗生素来克服细菌耐药性机制，解决了抗生素耐药性的问题。

据估计，每年约有70万人死于耐药性细菌，而这一数字预计将升至数百万。

如果没有有效的抗生素，预期寿命预计将减少20年。

多年来，人们一直在竞相开发新的抗生素，以比疾病进化更快的速度对抗疾病。

计算机用于药物设计已经有几十年了，但这是第一次使用多管多下的计算机引导策略，从细菌已经智胜的现有抗生素中制造出新的抗生素。

这项研究发表在美国国家科学院院刊上。

凯尼格博士是一名计算化学家，也是这篇论文的第一作者，他说:“抗生素是现代医学的支柱之一，抗生素耐药性是对人类健康的最大威胁之一。我们迫切需要开发新的方法来对抗不断进化的细菌。

“开发一种新的抗生素通常需要找到一种新靶点，这对多种不同细菌的生存至关重要。这是非常困难的，而且最近只有很少的新种类的抗生素被开发出来。

“我们采取了一种更简单的方法，从现有的抗生素开始，这种抗生素对新的耐药菌株无效，然后对它进行改造，使它现在能够克服耐药机制。”

该团队已经证明，他们的最佳候选药物(尚未进行临床试验)对测试菌株的活性是世界卫生组织(WHO)基本药物清单上的两种抗生素红霉素和克拉霉素的56倍。

Koenig博士说:“我们的最佳候选抗生素不仅对测试目标更有效，而且还显示了对世界卫生组织重点名单中排名最高的三种细菌的活性，这些细菌中已测试的现有抗生素不起作用。”

“这只是一个时间问题，直到细菌发展出对抗我们的策略，并对新的抗生素产生耐药性，所以我们将继续研究细菌耐药性机制，并相应地开发新的衍生物。”

这项新工作的希望在于表明，细菌的耐药性机制可以以一种系统的方式解决，让科学通过计算进化的新抗生素来不断反击。

柯尼格博士说:“我们的计算机速度每年都在加快。因此，我们有希望扭转局势。

“如果计算机能打败国际象棋世界冠军，我不明白为什么它们就不能打败细菌。”

包括诺贝尔奖得主阿达·约纳特在内的国际研究小组在马普研究所für Kohlenforschung、魏茨曼研究所、杜伊斯堡-埃森大学、波鸿大学和昆士兰大学进行了这项研究。

他们开发了一种策略来同时模拟一种重新设计的抗生素的许多方面，包括它的可溶性，它进入细菌的有效性，以及它阻止细菌蛋白质生产的有效性。

该研究中概述的计算工作在欧洲顶级超级计算机之一上只花了几周时间，但国际团队花了几年时间，以实验验证他们的方法确实是正确的。

柯尼格博士说:“使用计算方法可以更快、更便宜地开发新的抗生素衍生物，而且在合成之前预测一种化合物是否有活性也可以避免化学浪费。”

“这是一项非常强大的技术。”

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标题:

Rational prioritization strategy allows the design of macrolide derivatives that overcome antibiotic resistance