

鼠疫因其快速感染能力以及导致严重疾病和死亡的能力,成为历史上最令人恐惧的感染之一。该疾病由细菌鼠疫耶尔森氏菌 (Yersinia pestis)引起,自1896年发现以来,一直备受关注。自那时以来,发病机制和毒力机制已被阐明,为研究人员提供了寻找从抗生素到阻断剂的恰当治疗方法的机会。
鼠疫耶尔森氏菌感染的一个特征(以及另外两种较小的病原体假结核耶尔森氏菌 (Y. pseudotuberculosis)和肠道耶尔森氏菌 (Y. enterocolitica))是产生一组称为Yops(耶尔森氏菌外蛋白)的蛋白质。其中最危险的蛋白质是YopH。它能够阻止免疫细胞吞噬细菌进行破坏,阻止有毒防御化学物质的释放,并限制这些细胞发送旨在呼叫增援的化学信号的能力。本质上,YopH使免疫细胞失去防御能力,从而使细菌能够继续其疾病传播。
虽然鼠疫耶尔森氏菌的标准治疗方法是抗生素,但已有报道称某些常用药物如链霉素出现耐药性。虽然这个问题不像其他病原体那样普遍,但出现多重耐药和极强耐药菌株的风险表明应寻找其他控制感染的方法。其中一种方法是抑制YopH,以便免疫系统能够有效发挥作用并清除细菌。
但是,找到YopH的抑制剂并非易事。在2003年,一种选择是以对硝基邻苯二酚硫酸盐的形式出现的。与此同时,另一种候选药物aurintricarboxylic acid也被发现具有抑制作用。此后,又发现了其他几种化学物质,但没有一种被证明对人体使用完全有效。
这种情况可能很快就会改变。来自波兰和加拿大的一组研究人员可能找到了一个天然来源来对抗YopH。在上周发表的一项研究中,他们描述了菊苣酸对该毒性蛋白的抑制作用,并指出它可能是在危急时刻提供帮助的潜在来源。
菊苣酸于1958年首次在菊苣植物中发现,进一步分析表明它含有两种咖啡酸。此后,它在多种其他植物中被发现,例如紫锥菊、生菜和罗勒。这些植物产生这种化学物质是为了帮助抵抗感染以及治愈伤口。在动物身上,有证据表明它具有抗氧化和免疫刺激活性,包括吞噬细菌进行破坏的过程。对研究人员来说,这似乎是一个良好的起点。
但仅仅是猜测不足以进行现实的实验室研究。为了实现这一点,他们必须诉诸计算机,进行各种分析,以确定YopH与菊苣酸之间是否存在亲和力。事实确实如此。事实上,根据分析,这种天然化学物质可能会不可逆地阻断YopH,预示着一种可能的治疗方法。
此时,该团队进入实验室测试了他们计算机生成的实验结果。他们没有使用活体细菌,而是使用了来自肠道耶尔森氏菌的重组YopH。不出所料,当引入菊苣酸时,YopH的活性被完全阻断。当他们试图逆转失活步骤时,活性没有恢复。它确实是不可逆的。
作者在原子水平上检查抑制作用时,发现菊苣酸不仅阻断了YopH,还改变了其结构。他们还意识到蛋白质上还有一个结合位点,可以在不直接阻挡的情况下实现抑制。这一观察表明,不仅发生了直接阻挡,而且还出现了一种称为变构抑制的现象,在这种现象中,一个次要的吸引位点仍然使YopH的活性降低或完全丧失。
作者没有讨论菊苣酸在临床上的潜在用途,但研究结果为治疗耶尔森氏菌感染提供了一个有希望的方向。由于菊苣酸是植物制成的天然成分,可以快速收获,并且对人体毒性影响很小或没有。这可以很容易地使其适合进行动物和可能的临床研究。鉴于抗生素耐药性的上升,最好在我们拥有这种化学物质,以确保我们将来不必面对可怕的后果。