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氫氣或許能助力克服超級菌

文章來源:admin發(fā)布日期:2023-08-17 14:50瀏覽次數(shù):

耐多藥(MDR)細菌感染對公眾健康構(gòu)成巨大威脅,迫切需要開發(fā)高效對抗MDR細菌的新策略。氫 (H2)是一種具有高還原能力的小氣體,最近的大量研究已經(jīng)證明了它對許多疾病的治療作用。然而,H2針對MDR細菌仍然未知。
在本工作中,使用具有溫度響應(yīng)H2-釋放屬性作為 H2來源,我們證明了 H2不僅能夠抑制正常金黃色葡萄球菌(S. aureus)的生長,而且可以有效消除單藥耐藥金黃色葡萄球菌(CRSA)和多重耐藥金黃色葡萄球菌(MRSA),以及這些細菌形成的生物膜。此外,關(guān)于H2由我們闡明,其中 H2發(fā)揮抗菌作用,首先引起嚴(yán)重的膜損傷,然后促進細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生,隨后引發(fā)DNA損傷,最終導(dǎo)致細菌死亡。(提醒:這里結(jié)果是,氫氣對細菌的細胞毒性效應(yīng),和氫氣醫(yī)學(xué)常見的細胞保護和選擇性抗氧化效應(yīng)有很大區(qū)別。)
通過基因組分析進一步驗證了所提出的機制,其中與細菌膜完整性,生物膜形成,代謝和DNA功能相關(guān)的基因簇受到釋放的H2。特別是,H2通過破壞細菌代謝的氧化還原穩(wěn)態(tài)來促進細胞內(nèi)ROS的產(chǎn)生。更重要的是,我們揭示了H2通過顯著下調(diào)許多耐藥基因(例如CRSA的norG基因和MRSA的fmtA、gpsB、sarA和marR基因)的表達,以及降低環(huán)丙沙星/氨芐西林對CRSA/MRSA的最小抑制濃度(MIC),能夠減輕CRSA和MRSA的抗生素耐藥性。我們工作結(jié)果表明,H2治療是對抗抗生素耐藥細菌的一種有前途的工具。
這一論文來自暨南大學(xué)團隊。論文最近剛剛發(fā)表在J Mater Chem B
 
多年前曾經(jīng)聽過他們的研究報告,記得當(dāng)時我問過這個問題,氫氣對細菌的毒性,也許應(yīng)該對真核細胞具有類似效應(yīng)。細菌和真核細胞,并沒有千差萬別。氫氣不可能只對細菌有毒性,而對真核細胞只有友好。當(dāng)然氫氣對細菌來說,大多數(shù)情況下也是非常友好的。
這個研究雖然發(fā)現(xiàn)氫氣在對付耐藥菌,或者說超級細菌方面的效應(yīng),是氫氣生物醫(yī)學(xué)范圍的重要發(fā)現(xiàn)。但對于氫氣醫(yī)學(xué)的許多人來說,這一發(fā)現(xiàn)可能意味著氫氣的細胞毒性效應(yīng)?;蛘哒f氫氣有可能具有不良效應(yīng)的可能性。任何情況下,我們都不用把氫氣想象成百利無害的。雖然從研究證據(jù)角度看,氫氣是非常非常安全的物質(zhì),沒有發(fā)現(xiàn)對人有任何毒性。甚至在證據(jù)上由于潛水醫(yī)學(xué)的大量研究發(fā)現(xiàn)高壓氫氣沒有毒性,給我們使用低壓或超低濃度氫氣的安全性提供了及其寶貴的安全性證據(jù)。但從嚴(yán)格意義上,任何對生物系統(tǒng)能產(chǎn)生作用的物質(zhì),都存在正面和負面兩類結(jié)果。所謂好不好,大多數(shù)時候是從人的角度看,從生態(tài)系統(tǒng),生物系統(tǒng)看,并無好不好。這樣說是,安全方面首先以證據(jù)為上,但也不能過于自信,需要時刻保持警惕和多一份小心。
閱讀本文還需要重視一個問題:本研究使用材料釋放氫氣,這種材料其實釋放的是氫原子,只是氫原子量比較多,產(chǎn)生氫氣。那么在這個過程中,生物體系容易和氧氣結(jié)合成為活性氧。這可能是細菌毒性的原因。這種效應(yīng)本質(zhì)是活性氧的作用,只不過采用了釋氫氣材料制備了活性氧。這種效應(yīng)往往具有非特異性。如果這樣,并不能作為氫氣毒性的證據(jù)。