致命炭疽感染，现在可以通过一种酶来预防

　　

   

   

用荚膜解聚酶去除炭疽芽孢杆菌的荚膜(红色荚膜)。

资料来源:Wilson J. Ribot拍摄的显微照片

科学家们已经证明，对炭疽杆菌产生的一种酶进行改造，可以保护老鼠免受炭疽病菌的感染。他们的发现发表在今天的《Science Translational Medicine》网络版上，为治疗耐多药炭疽菌菌株提出了一种潜在的治疗策略，并可能导致其他细菌感染的新疗法。

引起炭疽热的细菌炭疽芽孢杆菌被认为是最严重的生物恐怖主义威胁之一，也是世界许多地区的公共卫生挑战。三种主要成分使其产生致命毒素、水肿毒素和荚膜。在这项研究中，研究人员开发了一种方法来降解细菌周围的荚膜，使其被白细胞摄入并破坏，从而降低毒性。

据这篇论文的资深作者Arthur M. Friedlander说，公共卫生官员越来越担心炭疽菌菌株似乎对已知抗生素的治疗具有耐药性。他和他的团队在美国陆军传染病医学研究所(USAMRIID)与美国海军研究实验室探索替代的治疗方法,不依赖于抗生素的使用。

一种有希望的方法是使细菌更容易受到先天免疫系统的影响，而先天免疫系统是人体抵御致病“入侵者”的第一道防线。先天免疫反应由物理、化学和细胞防御组成，它们能立即阻止外来病原体在全身的传播。被称为荚膜解聚酶的酶，是由几种细菌自然产生的，已经成为一种潜在的新的抗毒剂。

Friedlander说:“炭疽杆菌中荚膜解聚酶的鉴定使我们尝试用这种酶来去除荚膜。当这被证明是成功的，我们利用重组DNA技术和蛋白质工程方法，以新的方式设计和重新配置酶。”

这些“工程改变”包括通过蛋白质设计进行循环排列，以增强酶的稳定性并使其更容易生产，以及聚乙二醇化，以改善酶的药代动力学，使其能够被吸收并在体内合理分布。然后，研究小组测试了这种被称为PEG-CapD-CPS334C的聚乙二醇化酶，以确保它保持其酶活性。

在这项研究中，10只感染了来自无毒素封装菌株的炭疽孢子的老鼠在PEG-CapD-CPS334C处理后得到完全保护，而10只接受对照处理的老鼠中只有1只存活。同样，使用PEG-CapD-CPS334C对老鼠进行完全毒力封装菌株感染的治疗，10只动物中有8只得到保护，而对照组10只动物中只有2只存活。

“这种策略使炭疽杆菌易受先天免疫反应的影响，而且不依赖抗生素，”作者总结道。“这些发现表明，酶催化去除荚膜可能是治疗耐多药炭疽和其他细菌感染的一种潜在的治疗策略。”

它还可以让通过自然或其他方式接触炭疽的战士在接触炭疽时或之后不久接受治疗，在前沿地区保持战斗力。

Science Translational Medicine

DOI

10.1126/scitranslmed.abh1682

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