中国科学家成功设计可“开关”的抗生素高分子

道高一尺，魔高一丈”，人类与病菌之间的斗争，似乎不大可能随着哪种强力抗生素的问世而告终，因为不断进化的微生物，只要在抗生素的环境中有一个个体侥幸脱逃，就总会通过变异或早或晚地突破抗生素的绞杀，这就是如今令医生头疼的病菌抗药性的由来。也正是由于这个原因，在历史上创造传奇的一个个抗生素，也几乎都对后来出现的超级抗药病菌无能为力。科学家们因此也在绞尽脑汁地不断寻找新的更有效的抗生素药物。

但是最近，中国科学院化学所的王树研究员在第七届太平洋盆地国际化学会议（Pacifichem）上针对抗生素的耐药性问题提出了不同的思路。王树和他的团队已经开发出一种具有抗菌活性聚合物，而且这种抗菌活性可以被打开和关闭。这项研究成果被发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》上（A Supramolecular Antibiotic Switch for Antibacterial Regulation. Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201504566）。

这种聚合物只有当需要时才被激活其抗菌性，这样,这些药物就不会对病菌持续产生压力，从而使这些细菌产生抗药性，王树说。

虽然通过切换抗生素的活性不是一个全新的策略，不过王树和他的团队却相信他们有一个新的有实用前景的方法。此前，科学家们主要研究可以利用光来进行活性切换的化合物，而王树研究团队的抗生素利用了可逆的超分子化学原理，也能够在黑暗中起作用。

这些具有杀菌特性的化合物是由聚亚苯基亚乙烯基（PPV）高分子衍生的阳离子聚合物。该聚合物具有线性骨架与可以控制材料抗菌性能的阳离子铵分支。带正电的分支有助于渗入细胞膜以杀灭细菌。这种杀菌的效果主要是由静电作用控制，尽管疏水相互作用也可能有影响，王树说。

他补充说，该聚合物被设计成只攻击细菌细胞，而不会攻击哺乳动物细胞，包括健康的人体细胞。

要关闭这种聚合物的抗菌活性，王树的研究小组将该聚合物与环形的葫芦[7]脲分子（CB[7]）作用。这些化合物可以将聚合物上的阳离子铵分支锁住，从而阻碍该聚合物杀灭细菌的能力。

而如果要恢复聚合物的抗菌活性，该团队在系统（例如大肠杆菌的培养皿）中加入了小分子的金刚烷胺。金刚烷胺可以和CB[7]结合，就可以将这种有抗菌性的聚合物解放出来，王树解释说。

荷兰格罗宁根大学的Ben L. Feringa也认为这是一个有趣的方法，他并没有参与这项研究，不过却是率先提出可切换抗生素的专家。当谈到打击抗生素耐药性，“创新的做法值得赞赏，”Feringa补充说。不过他也指出，他很难想象如何在诊所对病人实行这种多组分的用药过程。

但是王树对此却是乐观的，他指出，这些聚合物也可用于在抗生素被释放到环境中之前使之消除抗菌性能，例如在废水中处理抗菌剂。“抗生素耐药性是一个非常大的社会问题，”他说。“我们认为这可能是减少未来麻烦的一个快速的方法。”

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