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2022年11月21日 星期一
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科学闪光者

90后刘源:与“超级细菌”斗争十年

虞璐 中青报·中青网记者 李超  来源:中国青年报  ( 2022年11月21日   08 版)

    刘源(左)在指导学生。扬州大学宣传部供图

    人类与致病菌的缠斗,似乎从未停歇。人类用抗生素来对抗致病菌,细菌却逐渐对抗生素产生耐药性。如何避免由此带来的公共卫生危机?这一问题成为全球科学家关注的热点,来自中国的90后青年科研工作者刘源,就是其中一员。

    与学生一起看文献、做实验、打篮球……从外表上看,刘源与他的博士研究生并无太大差别。但作为扬州大学兽医学院的教授、博士生导师,他已经与动物源重要耐药病原菌“斗争”了近10年。

    过去5年,刘源以第一作者或通讯作者在《自然-微生物学》等学术期刊发表SCI论文40余篇,获得国家发明专利授权5项。不久前,刘源成为兽医学领域最年轻的国家优秀青年科学基金获得者。

    “瞄准”全球性难题

    20世纪六七十年代,抗生素从国外引入我国,在畜牧业广泛应用,为畜禽养殖业的规模化、集约化发展提供了重要支撑。

    “在养殖场中,抗生素不仅用于治疗,有时还被当作饲料添加剂,用来预防疾病,降低动物炎症水平。”刘源说,抗生素的大量及不合理使用,导致动物源细菌耐药性问题日益严重,不仅加大了畜禽疫病的防控难度,给养殖业带来重大经济损失,还引发了耐药病原菌在人、动物和环境中的传播,给人类健康和公共卫生带来巨大威胁。

    目前,抗生素耐药性已成为威胁公共卫生和现代医学的全球性危机,被世界卫生组织评为全球十大健康威胁之一。

    “这是一个大健康的问题,保护动物健康,就是保护我们人类的健康。”在刘源看来,加强动物源细菌耐药的相关研究刻不容缓。

    2013年,刘源在中国农业大学开启硕博连读生涯,2018年入职扬州大学兽医学院,一直专注于动物源重要耐药病原菌干预控制的基础及应用研究,致力于为耐药菌防控和新型抗菌药物创制提供科学依据。

    “多重耐药细菌,又被称为‘超级细菌’,泛指那些对多种抗生素具有耐药性的细菌。”刘源说,这类细菌能够使临床多种重要抗生素失效,导致治疗失败。

    临床中重要的耐药病原菌的出现,无疑给感染性疾病的治疗带来了极大的挑战。

    “建立动物源细菌耐药性干预控制新策略,对于保障人和动物健康都具有重要公共卫生意义,这也是落实‘人病兽防,关口前移’重要指示精神的有力举措。”刘源说。

    目前,刘源及其团队围绕动物源耐药病原菌控制的核心问题,开展了一系列基础和应用研究,主要侧重于发现抗耐药菌新靶点及先导化合物,挖掘新型抗菌增效剂和开发抗耐药菌新策略三个方面。

    “对抗”多重耐药病原菌

    如何“对抗”耐药病原菌?刘源说,开发新型抗生素是最直接有效的策略,但是开发周期非常长。一项调查发现,一种新型抗生素的开发,从开始研究到批准上市需要大约10年时间,大概花费10亿美元。

    “‘老药新用’的抗菌增效策略,能够化腐朽为神奇。”刘源说,所谓“老药新用”,就是将现有的非抗生素药物和抗生素联合使用,“相较于开发新型抗生素,从已批准使用药物中筛选和发现潜在的抗菌增效剂更加经济、高效。”

    过去10年,刘源把脑中的构想变为了现实。

    2011年,在我国上市的“超级抗生素”替加环素,被世界卫生组织(WHO)列为临床治疗多重耐药菌感染重要的抗菌药物。然而,研究发现,替加环素的抗菌“本领”并非无懈可击。2019年,新型可转移的高水平替加环素耐药基因tet(X3/X4)的发现及全球的快速流行传播,严重制约了替加环素的临床有效性。

    2020年4月,刘源以第一作者身份在《通讯-生物学》学术期刊发表研究论文,首次证明抗艾滋病(HIV)药物叠氮胸苷,可以有效逆转耐药酶Tet(X) 介导的细菌高水平替加环素耐药性,为替加环素耐药菌的防控提供了“新利器”。

    目前,该成果已获得国家发明专利授权1项,未来有望在临床治疗中形成替加环素和叠氮胸苷的组合用药,对于替加环素耐药菌的防治具有重要现实意义。

    在“老药新用”的领域,刘源有着科研工作者的敏锐“嗅觉”。2020年,他先后以第一作者身份在《先进科学》《诊疗学》等学术期刊发表研究论文,证明降糖药二甲双胍可有效逆转细菌对四环素耐药性,揭示了膳食补充剂褪黑素可有效克服多粘菌素耐药性,不断为治疗耐药细菌引起的感染性疾病提供“新药方”。

    “爬梳”8000篇文献后的灵感

    近年来,抗生素耐受性受到广泛关注,成为最前沿的研究热点之一。与抗生素耐药性不同,抗生素耐受性是指细菌并没有携带任何特定的耐药基因,从基因型上看属于敏感菌。但这类细菌却能抵抗抗生素的杀灭作用。

    “耐受性比耐药性更复杂,目前缺乏标准的定性定量指标,因而在临床中往往被忽略,成为复发或慢性感染的重要原因。此外,研究表明细菌耐受性会促进耐药性的产生和进化。”刘源说,“阻断耐受性形成,就有可能从源头上控制耐药性的产生。”

    2021年,刘源以第一作者和共同通讯作者身份在《自然-微生物学》发表了关于高脂饮食诱导抗生素耐受性形成的机制研究。该研究不仅揭示了高脂饮食在细菌感染性疾病治疗中的潜在危害,还表明细菌代谢调节剂可以作为潜在的抗菌增效剂,对抗耐受病原菌引起的顽固性感染。

    “抗生素的杀菌作用与细菌的代谢密切相关。”刘源说,该研究中采用的“代谢重编程”思路,最早由美国科学家提出,是对抗耐药菌的最新路径。

    在刘源眼里,不断追求创新和突破是科研工作者最重要的本能。那么,如何在创新的路上获得源源不断的“灵感”呢?“活跃的思维、喷涌的‘金点子’源于大量的阅读和深入的思考。”刘源说。

    “当你仔细读完8000篇文献,你的脑中就有一张相互勾连的知识网,储存着你的认识和思考,成为你的科研素材库。”刘源坦言,做好科研的第一步,就是要学会研读文献和思考问题,每天看文献、看行业动态,是他坚持了近10年的习惯。

    “勤奋,自律,思维活跃。”扬州大学兽医学院2022级博士研究生史静茹如此评价她的导师。在她的脑海里,刘源一丝不苟看文献的身影始终清晰。

    从早上8点到晚上11点,基本是刘源在实验室看文献、做实验、指导学生的时间。工作之余,他还喜欢和学生一起打篮球。目前,刘源累计指导了10名硕士、4名博士,其中3人获得研究生国家奖学金。

    党的二十大报告指出,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,加快实现高水平科技自立自强。“作为青年科研工作者,我将继续用实际行动扛起使命担当,为健康中国建设贡献力量。”刘源说,目前,他正埋首于抗耐药菌干预控制策略的研究转化中,期望为攻克细菌耐药性这一世界性难题贡献自己的力量。

虞璐 中青报·中青网记者 李超 来源:中国青年报

2022年11月21日 08 版

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