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研究发现超短脉冲光可以杀死多重耐药细菌:如超级细菌MRSA和大肠杆菌

放大2万倍后的多重抗药性金黄色葡萄球菌(MRSA)。图片来源:Public Health Image Library(PHIL)

放大2万倍后的多重抗药性金黄色葡萄球菌(MRSA)。图片来源:Public Health Image Library(PHIL)

(蜘蛛网eeook.com报道)据环境资讯中心(姜唯 翻译;陈范恩 审校;稿源:ENS):圣路易华盛顿大学医学院的研究人员发现,超短脉冲光可以杀死多重耐药细菌,例如多重抗药性金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)和大肠杆菌。

超短脉冲雷射光 代替抗生素来杀菌

致命细菌对抗生素的抵抗力愈来愈强,使得寻找能够替代抗生素来杀菌的方法愈来愈急迫。发表于《生物光子学》(Journal of Biophotonics)期刊上的研究指出,超短脉冲雷射光是个有潜力的方法,它虽然不会杀死所有细菌,但在某些应用情境下恰好适用。该研究表明,超短脉冲雷射光可以有效杀死其他方法难以摧毁的细菌。

同一个研究团队先前已经证实,此类雷射光不会损害人体细胞,并且可以消毒伤口或血液制品。

「超短脉冲光技术特殊之处在于可以让病原体失去活性,但不会伤害人类蛋白质和细胞。」第一作者、华盛顿大学马林克罗特放射学研究所(Mallinckrodt Institute of Radiology, MIR)放射学讲师岑孝伟(Shaw-Wei 「David」 Tsen,暂译) 医学博士说,「举例来说,在缝合前若用脉冲光照射整个手术伤口,就可以降低细菌感染的风险。我认为这项技术很快就能用于消毒体外的生物制品,未来甚至可以搭配血液透析的方式,利用雷射光消毒血液。」

杀死99.9%以上 超短脉冲光对多重耐药细菌有效

在这份新研究中,研究人员致力于使他们的雷射光杀菌方法能够对多重耐药性金黄色葡萄球菌MRSA有效。 MRSA会严重感染皮肤、肺部和其他器官,甚至带来致命的后果。

根据美国疾病管制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention, CDC)的资料,在医院和疗养院等医疗机构中,最有可能感染MRSA的患者或居民是已有其他健康问题的人。此外,接受过抗生素治疗、有伤口或装有侵入性医疗器械(如导管)或接受过某些手术(如手术或透析)的患者更可能受到感染。

研究人员也研究雷射光对广效性乙内醯胺酶大肠杆菌(extended spectrum beta-lactamase-producing Escherichia coli)的杀菌效果,这类细菌可以在环境、食物、人和动物的肠道中被发现,数量庞大且种类繁多。

大多数大肠杆菌菌株是无害的,但有些菌株会导致泌尿道发炎、腹泻、呼吸道疾病和肺炎以及其他疾病。

MRSA和大肠杆菌是完全不同类型的细菌,来自细菌界的两个遥远分支。

研究人员还研究让雷射光破坏蜡样芽孢杆菌的孢子,这种无法透过煮沸以及烹调来去除的细菌会导致食物中毒和食物变质。

在上述所有的案例中,超短脉冲光杀死了99.9%以上的目标生物,将它们的数量减少至千分之一以下。

超短脉冲光运作原理

超短脉冲光活化可以活化病毒和细菌排列密集的蛋白质结构。华盛顿大学医学院研究团队解释说,雷射光会使这些蛋白质结构振动直到分子键开始断裂。

断掉的分子键即使快速重组,但大部分情况下也回不去过去的结构,这导致微生物中的蛋白质内部和彼此键结混乱错误,进而丧失原先功能。

另一方面,研究人员也已经证实,超短脉冲光穿过人体组织并不会造成蛋白质的破坏,也不会杀死任何人体细胞。

「我们之前发表的一篇论文中证明雷射光的功率是关键因素,」岑孝伟说,「一定的功率以下可以让病毒失去活性,功率增加后能开始消灭活细菌。但要使用高上好几个数量级的功率,才会开始杀死人体细胞。所以只要调整好雷射光参数,就可以在不影响人体细胞的情况下杀死病原体。」

热、辐射和漂白剂等化学物质虽然可以有效消毒物品,但这些方法对人类组织或生物制品的破坏性太大。超短脉冲光能在不损害人体细胞的情况下灭活各种细菌和病毒,是消毒血液制品和其他生物制品的新方法。

「任何来自人类或动物的东西都可能被病原体污染,」岑孝伟说,「我们在将血液制品输送给患者之前会对其进行筛验。问题是我们必须先知道要筛检什么。如果一种未知的血源性病毒出现,便会像70年代和80年代的HIV一样,在我们知道要去筛检它之前就潜入到血库中。」

「超短脉冲光可能是一种有效确保要输入到人体的血液中不存在任何已知或尚未被发现的病原体的方法。」

本文转载自「环境资讯中心」网站,内容由许多专家学者及民间环团,提供国内外环境教育与环保资讯;主题涵盖全球变迁、温室气体控制、环保生活、环境污染防治、生态保育、能源节约与能源效率、绿建筑等各面向。期许能替没有选票的山林、湿地、海洋、土地发声。




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