奈米尺寸的細菌殺手

微小的刀具可能是對抗超級細菌的重要武器

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根據世界衛生組織的資料,耐藥性肺結核正在歐洲肆虐。治療方案很少——抗生素對這些高度進化的菌株無效——大約 50% 的感染者將死於該疾病。嚴峻的形勢反映了與其他耐藥性疾病(如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌 (MRSA))的鬥爭,這種葡萄球菌感染每年在美國奪走 19,000 人的生命。

希望來自奈米技術刀具。IBM Research–Almaden 的科學家設計了一種奈米顆粒,能夠透過刺穿細菌膜來徹底摧毀細菌細胞。

奈米顆粒的外殼帶有正電荷,這使它們與帶負電荷的細菌膜結合。“顆粒進入,附著,然後翻轉自身並鑽入膜中,”IBM 材料科學家 Jim Hedrick 說,他與新加坡生物工程與奈米技術研究所的合作者一起從事該專案。沒有完整的膜,細菌就會像被刺破的氣球一樣萎縮消失。奈米顆粒對人類無害——例如,它們不會接觸紅細胞——因為人類細胞膜不具有細菌膜相同的電荷。在奈米結構完成工作後,酶會分解它們,然後身體會將它們沖洗掉。


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Hedrick 希望在未來幾年內看到奈米顆粒的人體試驗。如果這種方法能夠站得住腳,醫生可以將注入奈米顆粒的凝膠和洗液塗抹在住院患者的皮膚上,以預防 MRSA 感染。或者,工作人員可以將顆粒注射到血液中,以阻止全身性耐藥生物,例如鏈球菌,鏈球菌會導致膿毒症和死亡。即使它成功了,這種治療也必須克服對血液中奈米技術鑽頭的想法的任何不安。但是地球上最糟糕的細菌不會輕易屈服。

伊麗莎白·斯沃博達是加利福尼亞州聖何塞的科學作家,也是最近出版的《英雄人生:如何釋放你最驚人的自我》(Zest,2019 年)的作者。

更多作者:伊麗莎白·斯沃博達
大眾科學雜誌第 305 卷第 6 期本文最初以“奈米尺寸的細菌殺手”為標題發表於《大眾科學雜誌》第 305 卷第 6 期(),第 51 頁
doi:10.1038/scientificamerican1211-51
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