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抗生素耐药,早已不是新闻。世界卫生组织警告,照这个趋势,到2050年每年会有1000万人死于耐药菌感染,差不多每3秒一人。老抗生素一个接一个失效——抗生素,真的走到头了吗?
山东第一医科大学临床与基础医学院研究员、中国免疫学会青年工作委员会委员李冰清,研究细菌十几年,最大的感受是:细菌根本不是课本里“结构简单、低等”的模样。它体积小、进化快,尤其擅长适应环境。当免疫系统与抗生素双重追杀降临,它能想出千奇百怪的办法逃逸,千方百计活下去。
“只要你杀不死我,我就进化得更强大。”李冰清说,细菌产生抗生素耐受、超级细菌的出现,本质上都是适应环境的结果。越是硬碰硬地“杀”,细菌越容易进化出耐药性,传统抗生素才日益吃力。科学家必须找到全新的思路。
在揭示沙门菌突破人体屏障的新策略后,李冰清团队提出了一条不同的路径:不去执着于杀死细菌,而是去没收它的“作案工具”,让它无法进入人体,也就无法致病。
“我们不去执着于杀死细菌,而是去没收它的作案工具,让它没办法再进入我们人体,也就没办法让我们得病了。”李冰清介绍,具体分两步走:先用先进的蛋白质结构解析方法,在原子层面把相关蛋白的三维结构看清楚——通俗地说,就是看清细菌这些“作案工具”长什么样;再借助人工智能,从上百万个小分子化合物库中筛选出能破坏这些结构的小分子,也就是计算机模拟药物筛选。团队目前已筛到几个抑制剂,正在做功能验证,未来有望通过抑制沙门菌入侵宿主来预防感染。
在厘清细菌休眠机制后,团队还同步推进另一件事:解析YdiU与YdiV这两个“睡眠开关”蛋白的三维结构,并用人工智能筛选能干扰其功能的候选药物,未来与抗生素联合使用——先把睡眠开关卡住,让细菌装不了死,再让抗生素收尾。
从看清“作案工具”到卡住“睡眠开关”,结构生物学与人工智能正拧成一股绳,指向绕开耐药的下一代抗感染武器。而更前沿的突破口,还藏在细菌的“暗物质”里。下一集,揭开下一代抗感染钥匙。
监制
光明网科普事业部
科学审核
李冰清 刘畅
策划
张梦凡 蔡琳
记者
张梦凡 蔡琳
校对
王元鑫(实习生)
特别鸣谢
山东第一医科大学
联合出品
中国科协科普部
光明网
