1.成果名称及简介
(1)成果名称:益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用
(2)成果关键词:益康唑、抗生素、ARG、耐药基因质粒
(3)成果简介:
本发明公开了益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用。药物益康唑可以有效地在菌属内和菌属间以低剂量和广谱的方式抑制携带最后一线抗生素耐药基因的质粒mcr-1、blaNDM-1、blaNDM-5、blaKPC-2和tmexCD1-toprJ1的接合转移,并且益康唑对哺乳动物细胞安全,具有广谱活性,作用机制相对明确,因此,益康唑可以制备为接合抑制剂用于预防ARG传播。

2.知识产权情况
(1)知识产权类型
☑专利 □软著 □技术秘密 □植物新品种 □集成电路布图设计□其他:
(2)具体清单:
成果名称:益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用
专利号:2024110790255
申请时间:2024年08月07日
授权时间:在审
发明人:董宁,许晨,陈声,吴淑燕,胡红叶
权利人:浙江大学
3.技术领域/行业分类
技术领域:生物医药、抗感染药物研发、抗生素增效剂(佐剂)技术、微生物耐药性防控
行业分类:医药制造业(C27)、生物技术产业、创新药研发(Pharma R&D)
4.行业/产业现状和专利布局
当前,全球面临严峻的抗生素耐药性危机,但新型抗生素研发进展缓慢、成本高昂,市场亟需创新解决方案。现有专利布局主要集中在β-内酰胺酶抑制剂类佐剂(如与青霉素、头孢菌素联用的克拉维酸、他唑巴坦及其新型衍生物),以及探索破坏细菌生物膜、增强药物渗透或靶向递送等新机制的佐剂技术,整体呈现由传统化学增效向多机制联合、精准化设计发展的趋势。
5.技术/行业痛点
抗生素开发行业面临研发成本高、周期长、科学突破难与市场回报低的尖锐矛盾,导致企业研发动力不足;同时,严格的监管政策、激烈的市场竞争、原材料波动及公众滥用问题进一步加剧了产业困境,其核心痛点在于重大公共卫生需求与商业利益失衡所致的“市场失灵”。
6.解决方案与技术优势
技术领域
本发明属于抗菌药物开发技术领域,尤其涉及一种益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用。
背景技术
由多重耐药菌(MDR)引起的传染病死率高,严重威胁公众健康。水平基因转移(HGT)显著促进了不同环境下耐药菌的耐药基因(ARGs)的传播。HGT的机制涉及外膜囊泡(OMVs)介导的接合、转化、转导和基因转移,其中,以质粒介导的接合转移为主。接合是细菌群落中普遍保守的HGT机制,DNA通过直接接触从供体转移到受体细菌。接合可以在不同的条件下发生,使细菌通过交换遗传物质来改变其代谢特性。因此,接合是细菌进化和环境适应的重要驱动因素。
碳青霉烯类、多黏菌素和替加环素是治疗MDR细菌引起的严重感染的最后一线抗生素。然而,全球范围内出现了对这些抗生素耐药的病原体,严重影响了其治疗效果。碳青霉烯类耐药的主要机制是不同种类的携带碳青霉烯水解酶基因的细菌可产生碳青霉烯酶,如blaKPC和blaNDM。此外,质粒介导的多黏菌素耐药基因(mcr)的全球传播威胁了多黏菌素的临床应用。对于替加环素,最近发现质粒介导的高水平替加环素耐药基因tet(X4)和质粒编码的耐药性调节分化(Resistance-nodulation-division) 型外排泵基因簇tmexCD1 - topJ1及其同源基因可造成替加环素耐药。甚至,同时携带不同种类“最后一道防线”抗生素耐药基因的“超级细菌”不断出现。这些耐药基因的水平转移能力给感染防控带来了巨大挑战。
既往研究表明,非抗菌药物(包括非抗生素药物、重金属、离子液体和气体)可以影响(促进或抑制)接合过程。开发接合抑制剂可能是解决抗微生物药物应对抗生素耐药危机的一种有前景的策略,它可以在不影响细菌基本生化反应的情况下减缓耐药基因的传播,恢复现有的抗生素的应用效率。例如,神经激素褪黑素可有效抑制RP4-7质粒和携带mcr-1的质粒介导的ARG的接合转移。此外,研究发现两种抗HIV药物阿巴卡韦(abacavir)和叠氮胸苷(azidothymidine)可有效减少携带超广谱β-内酰胺酶和碳青霉烯酶基因的质粒的传播。尽管做出了这些努力,但是,目前并无可有效阻止所有三种最后线抗生素(碳青霉烯类、多黏菌素和替加环素)耐药基因的接合转移的抑制剂报道。因此,进一步研究非抗菌药物中安全有效的结合抑制剂对MDR的预防和控制具有重要意义。
益康唑(Econ)是一种广谱的咪唑类抗真菌药物,可通过乳膏和喷雾剂外用,治疗浅表真菌感染。局部或阴道内使用硝酸益康唑对大多数患者是安全且耐受性良好的。此外,Econ还表现出一些非抗真菌的特性。先前的研究表明,Econ可以抑制癌细胞的生长和的侵袭。此外,Econ可与多黏菌素协同作用,通过耗散质子动力(PMF)对抗多黏菌素耐药肠杆菌科细菌,也可与常规抗生素联合作用,有效清除细菌耐受细胞。虽然Econ的多种有益作用已被研究,但Econ作为结合抑制剂的潜在应用尚未被探索。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足,本发明的目的在于提供一种益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用。
本发明是这样实现的,益康唑或其药学上可接受的盐在制备抗生素耐药基因质粒在菌属内和菌属间进行接合转移的抑制剂中的应用。
优选地,所述抗生素耐药基因质粒包括mcr-1、blaNDM-1、blaNDM-5、blaKPC-2和tmexCD1-toprJ1。
优选地,所述益康唑的浓度范围为8~128 μg/mL,温度为30~42℃,pH值为6.0~8.0,供受体比例为1:1。
优选地,所述菌包括耐药性的大肠埃希菌、肺炎克雷伯菌、粘质沙雷菌;所述耐药性包括碳青霉烯类耐药、利福平耐药、多黏菌素耐药。
本发明克服现有技术的不足,提供一种益康唑在抑制抗生素耐药基因质粒的接合转移中的应用。本发明研究了益康唑对质粒介导的耐药基因接合转移的影响,重点研究了最后一线抗生素耐药基因mcr-1, blaKPC-2, blaNDM, tet(X4)和tmexCD1-toprJ1。通过构建接合模型,探究益康唑在不同接合型条件(温度、pH、接合比例和接合时间)下,对携带mcr-1质粒接合效率的影响。此外,本发明还测试了益康唑对携带blaKPC-2、blaNDM、tet(X4)和tmexCD1-toprJ1的临床细菌质粒接合转移的抑制能力。通过检测益康唑对细胞膜通透性、接合桥相关通路和PMF的影响来研究其抑制作用的机制。PMF对维持细菌的一系列关键过程如鞭毛运动、外排活动和ATP合成至关重要。本发明的发现对加强益康唑的临床应用,特别是在防止最后防线ARGs通过接合传播方面具有重要意义。
相比于现有技术的缺点和不足,本发明具有以下有益效果:药物Econ可以有效地在菌属内和菌属间以低剂量和广谱的方式抑制携带最后一线抗生素耐药基因的质粒mcr-1、blaNDM-1、blaNDM-5、blaKPC-2和tmexCD1-toprJ1的接合转移,并且Econ对哺乳动物细胞安全,具有广谱活性,作用机制相对明确,因此,Econ可以制备为接合抑制剂用于预防ARG传播。
7.课题资助与所获奖励
(1)课题项目:
1.浙江省自然科学基金探索项目(Incyclinide恢复mcr-1阳性肠杆菌科细菌对黏菌素敏感性的作用机制研究,项目编号:LMS25C010002)
2. 国家重点研发计划课题(非洲重点地区结核病诊疗与综合防控策略研究,课题编号:2024YFC2310905)
8.技术成熟度:
□构思 ☑研发 □样品 ☑小试 □中试 □产业化、推广 □其他:
9.应用前景
(1)适用领域:抗菌药物研发
(2)目标客户:医疗系统、药企、政府部门等
(3)消费群体:临床及社区感染性病患
(4)商业计划及市场前景:本专利提供一种可显著增效抗生素、克服细菌耐药性并降低用药剂量的新型佐剂,有效解决行业研发成本高、临床疗效下降及商业回报不足等核心痛点。拟通过技术授权或联合开发模式,与具备成熟抗生素管线的制药企业合作,共同开发“抗生素+佐剂”复方产品,加速成果转化并共享收益。该技术顺应全球应对抗微生物耐药(AMR)的战略需求,符合各国政策支持方向,具备显著的临床价值与商业潜力,市场前景广阔。
10.合作转化方式
☑普通许可 ☑排他许可 ☑独占许可 ☑转让 ☑作价入股
☑技术开发 ☑技术咨询 ☑技术服务 □其他:
11.意向合作方
☑国有企业 ☑上市公司 ☑行业龙头企业 □其他:
12.意向合作金额
☑10万—50万 □50万—100万 □100万—500万
□500万—1000万 □1000万以上 □其他金额: □ 面议
13.科研团队
(1)项目负责人:姓名 董宁 ,职务职级 研究员
(2)主要成员:姓名 李阿慧 ,职务职级 无 ……
(3)科研团队的简介
科研团队依托浙江大学,该单位在医学、生命科学及交叉学科领域具有深厚的学术积淀、雄厚的科研实力和广泛的国际影响力。申请人所在学院为浙江大学医学院,长期聚焦聚焦新型抗菌药物靶点发现及抗生素佐剂的开发及应用。近年来,申请人已在相关领域发表SCI论文80余篇,其中以第一或通讯作者(含共同)身份发表40余篇,多篇代表性成果发表于 The Lancet Microbe、The Lancet Infectious Diseases、Nature Communications、EBioMedicine 和 Drug Resistance Updates 等国际权威期刊,部分研究被领域内顶级期刊作为亮点评述,受到国际同行广泛关注与高度评价。
14.联系方式
浙大工研院成果转化服务中心,0571-88982927。