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【以菌治菌?】增加體內病原體競爭 減抗藥性、延長現有藥物壽命

2017/12/13 — 14:15

人類濫用抗生素,己令多種抗藥性惡菌出現。此前世衛已警告,長此下去一些原本輕微的感染將會變成無藥可醫,亦促請藥廠加快研發新的抗生素,對付超級惡菌。最新刊於《美國國家科學院院刊 (PNAS)》的研究報告則顯示,即使體內有抗藥性惡菌,善用患者體內病原體之間的競爭,可延長現有藥物對超級惡菌的效用,並防止其對新藥快速出現抗藥性。

領導研究、現為密歇根大學生態與演化生物學系研究生的 Nina Wale 指,醫學界因為抗藥性問題難以全面控制愛滋病、結核和瘧疾的擴散,令這些疾病每年在全球殺死近 300 萬人。這也使病患者從大手術和癌症化療中康復進度變得複雜。而醫生亦面臨著大考驗——當病人感染了耐藥性惡菌時,會導致治療失效;研發新藥過程又漫長且昂貴,越來越多的超級惡菌出現代表著人類將無藥可用。早前就有研究發現,醫院 250 個病人的樣本中,發現 8 個不同品種的超級細菌 CRE 和以及類似基因特質 (genetic trait)

抗藥性源於病原體,如細菌、病毒或寄生蟲等發生基因突變,避免自己被藥物殺死。即使病原體只有獨立個體在療程中出現這種突變並存活下來,其繁衍速度之快將會在短時間內變成數十億抗藥病原體。然而,病原體演化出抗藥性要付出代價:牠們無法像正常病原體一樣有效地攝取某些資源,或需要更多資源去繁衍。

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有份參與研究的賓州大學生物科技教授 Andrew Read 指,在沒有藥物下,要阻止抗藥性病原體擴散的唯一方法就是讓牠們與對藥物敏感的病原體競爭。人類可以利用大自然的力量來制衡抗藥性,並用傳統藥物來治療較為敏感的病原體。

研究團隊於老鼠飲用的食水中,改變瘧原蟲分裂必須的營養對氨基苯甲酸 (para-aminobenzoic acid) ,再用傳統藥物治療感染瘧疾的老鼠,了解傳統藥物的效用。做法就如園丁可能通過肥料操縱泥土營養物質來促進植物生長一樣,而這種飲食干預亦曾經與傳統藥物一起使用作為混合療法。

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團隊發現,當食水中有大量對氨基苯甲酸, 40% 的老鼠治療失敗;團隊通過各種測試,證實失敗原因為抗藥性瘧原蟲出現。不過,當食水中只有大量對氨基苯甲酸,每隻老鼠都被治好,顯示限制營養做法,能防止抗藥性出現。其後團隊進一步證明,老鼠感染的是抗藥性瘧原蟲,即使被治療,抗藥性瘧原蟲在大部份情況下都會存活,但如果老鼠感染的是抗藥性瘧原蟲與普通瘧原蟲,即使前者於體內數目遠超普通瘧原蟲,限制營養會增加瘧原蟲之間的競爭,令抗藥性瘧原蟲最終也會被消滅。

Read 表示,人們一直尋找抗藥性病原體的弱點,這項研究正好帶出一個原理:即使抗藥性病原體數量多,操控病原體生態可使現有藥物繼續有效。未來研究方向可以是尋找抗藥性病原體需要的營養或資源,將之限制將有效舒緩全球抗藥性問題。

來源:
Phys.org, Turning pathogens against each other to prevent drug resistance, 11 December 2017

報告:
Wale, N., Sim, D.G., Jones, M.J. & et al. (2017). Resource limitation prevents the emergence of drug resistance by intensifying within-host competition. PNAS 2017 ; published ahead of print December 12, 2017, doi:10.1073/pnas.1715874115

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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