在对抗耐药细菌的斗争中，麻省理工学院的研究人员借助了被称为益生菌的有益细菌。
在一项新研究中，研究人员表明，通过同时递送抗生素药物和益生菌，他们能够消灭两种常引发伤口感染的耐药菌株。为此，他们将益生菌包裹在海藻酸盐的保护外壳中。海藻酸盐是一种生物相容性材料，可防止益生菌被抗生素杀死。
“现在有太多细菌对抗生素产生耐药性，这对人类健康构成严重问题。我们认为，治疗这些细菌的一种方法是将活性益生菌包裹起来，让它发挥作用。”麻省理工学院科赫综合癌症研究所的研究科学家、本研究的资深作者之一安娜·雅克莱内克（Ana Jaklenec）表示。
研究人员表示，如果该方法在未来的动物和人体试验中被证明有效，这种益生菌与抗生素的组合可以被整合到伤口敷料中，帮助治愈感染的慢性伤口。
罗伯特·兰格（Robert Langer）是大卫·H·科赫研究所讲席教授，也是科赫研究所成员，同时是该论文的资深作者之一。该论文于10月17日发表在期刊《Advanced Materials》（《先进材料》）上。李志豪（Zhihao Li）是麻省理工学院的前访问科学家，也是该研究的第一作者。
细菌之战
人体含有数万亿个细菌细胞，其中许多是有益的。在某些情况下，这些细菌会分泌抗菌肽和其他化合物，以杀灭致病菌株，从而帮助抵御感染。另一些细菌则通过摄取营养物质和其他关键资源，排挤有害菌株。
李志豪表示，科学家此前已经尝试过将益生菌用于慢性伤口，并且在烧伤患者的研究中取得了一定成功。然而，益生菌菌株通常无法对抗感染伤口中可能存在的所有细菌。将这些菌株与传统抗生素结合使用，有助于杀死更多致病细菌，但抗生素很可能也会杀死益生菌。
麻省理工学院团队设计了一种方法来规避这一问题，即将益生菌包裹起来，使其不受抗生素影响。他们选择海藻酸盐，部分原因在于它已被用于慢性伤口敷料，可帮助吸收渗出液并保持伤口干燥。此外，研究人员还发现，海藻酸盐是细菌群落为抵御抗生素而形成的生物膜的组成成分。
“我们研究了生物膜的分子成分，发现对于假单胞菌感染，海藻酸盐对其抗生素耐药性非常重要。”李志豪表示。“然而，迄今为止还没有人利用这种能力来保护有益细菌免受抗生素伤害。”
在本研究中，研究人员选择包裹一种市售益生菌，名为Bio-K+，它由三种乳杆菌菌株组成。这些菌株已知可以杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。它们具体的作用机制尚不清楚，但一种可能是致病菌对益生菌产生的乳酸敏感。另一种可能是益生菌分泌抗菌肽或其他蛋白质，从而杀死致病菌或破坏其形成生物膜的能力。
研究人员将包裹的益生菌与一种名为妥布霉素的抗生素一同递送。他们在其他受测抗生素中选择妥布霉素，是因为它能有效杀灭铜绿假单胞菌，这是另一种常见于伤口感染的菌株。当在培养皿中生长的MRSA和铜绿假单胞菌暴露于包裹的Bio-K+与妥布霉素的组合中时，所有致病细菌均被消灭。
“效果相当显著，”雅克莱内克表示，“它彻底消灭了这些细菌。”
当研究人员用未包裹的益生菌进行同样的实验时，益生菌被抗生素杀死，导致MRSA细菌得以存活。
“当我们只使用一种成分，无论是抗生素还是益生菌，都无法消灭所有病原体。在临床环境中，如果伤口中存在多种细菌，而抗生素不足以杀灭所有细菌，这一点可能非常重要。”李志豪表示。
促进伤口愈合
研究人员设想，这种方法可用于开发新型创可贴或其他伤口敷料，其中嵌入抗生素和经海藻酸盐包裹的益生菌。在实现这一目标之前，他们计划在动物身上进一步测试该方法，并可能在人体上进行测试。
“海藻酸盐的好处在于它已获得美国食品药品监督管理局（FDA）批准，而我们使用的益生菌也已获得批准，”李志豪表示。“我认为益生菌未来可能会彻底改变伤口治疗。通过我们的工作，我们拓展了益生菌的应用可能性。”
在2016年发表的一项研究中，研究人员证明，用海藻酸盐和另一种名为壳聚糖的多糖分层包裹益生菌，可以保护它们不在胃肠道中被分解。这有助于研究人员开发出通过口服益生菌治疗疾病或改善消化的方法。另一种潜在应用是，在抗生素治疗后使用这些益生菌补充肠道微生物群，因为抗生素在清除感染的同时，也可能会消灭有益细菌。
李志豪在该项目的研究经费由瑞士Janggen-Poehn基金会以及Beatrice Beck-Schimmer和Hans-Ruedi Gonzenbach提供。
