數(shù)學(xué)模型可預(yù)測抗生素療法成敗!

科技日報特拉維夫1月15日電(記者李茂)一個由以色列生物物理學(xué)家和醫(yī)生組成的團(tuán)隊近日表示，他們開發(fā)出了一種數(shù)學(xué)模型，可以預(yù)測某些抗生素療法的成敗，從而幫助醫(yī)生根據(jù)患者的病情準(zhǔn)確選擇抗生素，提高患者的治愈率和存活率。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《科學(xué)》雜志上。

耶路撒冷希伯來大學(xué)的Natalie balaban教授和耶路撒冷Harze的Dirk 醫(yī)療中心的Masjid Ba-Mayer博士已經(jīng)證明，被認(rèn)為具有耐藥性的細(xì)菌可以通過合理選擇或組合現(xiàn)有的抗生素來治療。Balaban表示，他們可以預(yù)測抗生素組合對不同細(xì)菌的有效性，并幫助醫(yī)生為患者選擇治療方案。

細(xì)菌可以發(fā)展防御能力，以應(yīng)對其生活環(huán)境中的有害因素。常見的策略是“耐受”，即它們在抗生素治療期間處于休眠狀態(tài)。因?yàn)榭股刂荒苷业讲⑺郎L的靶標(biāo)，細(xì)菌才能通過休眠存活下來，最終產(chǎn)生耐藥性。

和balaban的博士生Elliot Levin-Riesman博士在實(shí)驗(yàn)室研究了受控細(xì)菌，并開發(fā)了一種數(shù)學(xué)模型，可以描述、測量和預(yù)測細(xì)菌何時會對特定抗生素產(chǎn)生耐藥性。與此同時，他們觀察到，當(dāng)細(xì)菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性時，它們更有可能產(chǎn)生耐藥性。

隨后，balaban與Ba-Meier合作，對醫(yī)療中心的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染患者的細(xì)菌樣本進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)患者的模式與他們的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)非常相似，即細(xì)菌首先產(chǎn)生耐藥性，然后產(chǎn)生耐藥性，最后抗生素治療失敗。

從細(xì)菌耐受到抗生素耐藥的中間階段只持續(xù)了幾天，在標(biāo)準(zhǔn)的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室是檢測不到的，但是balaban的數(shù)學(xué)模型可以檢測到。巴拉班表示，她希望在其他醫(yī)院患者和足夠多的患者中重復(fù)實(shí)驗(yàn)，以證明數(shù)學(xué)模型的有效性。同時，她鼓勵更多的醫(yī)療中心采用他們團(tuán)隊開發(fā)的測試，以便快速輕松地檢測患者的細(xì)菌是否對計劃的抗生素治療具有耐受性，然后進(jìn)行管理。根據(jù)患者的細(xì)菌特征，醫(yī)生可以選擇對患者體內(nèi)細(xì)菌殺滅概率較高的抗生素。

從長遠(yuǎn)來看，巴拉班認(rèn)為，研究細(xì)菌的抗生素耐藥性和耐藥性的進(jìn)化過程，可能會在癌癥治療中發(fā)揮作用，并用于指導(dǎo)癌癥治療，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞可能首先對化療和耐藥性產(chǎn)生耐藥性，然后對其他抗癌藥物產(chǎn)生耐藥性。

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細(xì)菌這種生物能力很強(qiáng)。最厲害的是，他們總能找到很多方法來抵抗抗生素，從而避免“全軍覆沒”的危險。這就是細(xì)菌耐藥性，一種被人類強(qiáng)化的自然現(xiàn)象。可怕的是，細(xì)菌會將這種耐藥性“分享”給其他同類物種，并遺傳給下一代，不斷進(jìn)化，最終人類會遭受感染卻無藥可救。因此，如果能準(zhǔn)確預(yù)測抗生素研發(fā)的成敗，就相當(dāng)于在人類抵抗細(xì)菌耐藥性的道路上點(diǎn)亮了一盞明燈。

編輯:李