华东理工大学钱旭红院士团队杨有军教授课题组与上海交通大学陈代杰教授课题组:开发了抗耐药菌活性染料库
人类的抗生素时代始于上世纪三十年代,标志性事件是杜马克从偶氮染料中发现百浪多息并治愈其女儿的败血病。同时期,弗莱明与瓦瑟曼分别发现了青霉素和链霉素。之后二十年间,近二十大类结构不同、机制各异的抗生素被发现,进一步通过半合成修饰衍生出数千种抗生素药物。它们挽救了大量伤病患者的生命,大幅增加了人口的平均寿命,因此被誉为医学史上最伟大的发明。
抗生素的使用必然会导致耐药菌的出现,这是由细菌进化机制决定的。然而,抗生素在临床和养殖业的滥用和无序排放,使这一进程大大加快。近些年来,具有多重耐药机制的超级细菌不断涌现,世界各地由于细菌感染而无法医治的病例时有发生。细菌耐药已经成为全球重大公共卫生安全问题。与此同时,土壤放线菌这一最宝贵的抗生素发现平台几乎被开发殆尽,领域急需开发全新的分子平台用于抗菌活性化合物的筛选与发现。华东理工大学药学院钱旭红院士团队杨有军教授课题组与上海交通大学药学院陈代杰教授课题组深入合作,在该研究方向取得进展。相关工作于近期在《自然·通讯》在线报道(DOI: 10.1038/s41467-018-08241-3)。论文第一作者为华东理工大学罗潇博士,共同第一作者是上海交通大学硕士研究生钱鎏佳。
图:罗丹明染料库
杨有军课题组长期聚焦于小分子荧光染料相关研究。本论文报道了一种温和高效的呫吨染料合成方法,可一步将呫吨母核引入各种底物,并依此方法构建了一个在结构、化学反应性及立体构型等方面均具有较高多样性的罗丹明染料库。体外抗菌活性筛选结果显示,其中的37个化合物对耐药菌表现出较高的抑菌活性。其中两个优选化合物(RD22和RD53)具有一定进一步应用于药物开发的潜力。其主要特点包括:
1:抗菌谱广,能高效抑制多种被WHO认定的高危耐药菌。对革兰氏阳性菌的最低抑菌浓度(MIC)约为0.5-2 g/mL,对革兰氏阴性菌的MIC为2-16 g/mL。
2:杀菌快速高效,优于临床一线抗生素万古霉素和利奈唑胺。测试结果表明,优选化合物浓度为5×MIC时,可在4小时内杀灭99.99%的耐甲氧西林金葡菌、耐万古霉素肠球菌和鲍曼不动杆菌等。
3:细菌不易对其产生获得性诱导耐药。
上述结果显示,从染料化合物库中筛选发现抗菌活性化合物具有较高的可行性。该工作得到了国家自然科学基金优秀青年基金和面上项目资助(No. 21572061, 21822805)。
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