Các hợp chất kháng khuẩn từ tự nhiên

Các hợp chất kháng khuẩn từ tự nhiên là những chất tự nhiên – được thực vật, nấm, vi khuẩn và các sinh vật khác tạo ra – có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn, nấm, vi rút hoặc ký sinh trùng. Chúng trong lịch sử là nguồn gốc của hầu hết các loại kháng sinh và vẫn là một kho dự trữ lớn cho các tác nhân chống nhiễm trùng mới trong bối cảnh tình trạng kháng thuốc ngày càng gia tăng.

Definition

Các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên là các chất chuyển hóa thứ cấp hoặc các chất tự nhiên khác có khả năng ức chế sự phát triển hoặc tiêu diệt vi sinh vật bằng cách can thiệp vào các cấu trúc hoặc quá trình thiết yếu của vi sinh vật, và đóng vai trò là tác nhân chống nhiễm trùng hoặc là tiền chất cho chúng.

Scope

Mục này bao gồm các nhóm chính của các chất kháng khuẩn có nguồn gốc tự nhiên (kháng sinh vi sinh vật, phenolic và terpenoid thực vật, tinh dầu và các loại khác), các cơ chế hoạt động chính của chúng chống lại các mục tiêu vi sinh vật, cách đo lường hoạt tính kháng khuẩn và sự liên quan của chúng đến việc tìm kiếm các hợp chất có hoạt tính chống lại các sinh vật kháng thuốc. Đây là một tài liệu tham khảo và định hướng giáo dục, không phải là hướng dẫn lâm sàng hoặc kê đơn.

Core questions

• Những nhóm sản phẩm tự nhiên nào thể hiện hoạt tính kháng khuẩn, và chống lại những sinh vật nào?
• Các chất kháng khuẩn tự nhiên tác động lên những mục tiêu vi sinh vật nào?
• Hoạt tính kháng khuẩn được đo lường và tiêu chuẩn hóa như thế nào?
• Các sản phẩm tự nhiên có thể giúp giải quyết tình trạng kháng kháng sinh như thế nào?

Key concepts

• Nồng độ ức chế tối thiểu (MIC)
• Tác dụng diệt khuẩn so với kìm khuẩn
• Mục tiêu thành tế bào và màng tế bào
• Ức chế tổng hợp protein (ribosome)
• Tinh dầu và terpenoid
• Phenolic thực vật và tannin
• Kháng kháng sinh và các tiền chất tự nhiên

Mechanisms

Các chất kháng khuẩn tự nhiên tác động lên các cấu trúc và quá trình mà vi khuẩn phụ thuộc vào: phá vỡ thành tế bào và màng tế bào (như nhiều terpenoid và thành phần tinh dầu thực hiện), ức chế tổng hợp protein tại ribosome của vi khuẩn (mục tiêu của một số kháng sinh vi sinh vật), can thiệp vào tổng hợp axit nucleic hoặc chuyển hóa năng lượng, và liên kết hoặc kết tủa protein (như tannin và các phenolic khác thực hiện). Hoạt tính được định lượng bằng thử nghiệm độ nhạy – ví dụ như nồng độ ức chế tối thiểu – và một hợp chất có thể là kìm khuẩn, ngăn chặn sự phát triển, hoặc diệt khuẩn, tiêu diệt sinh vật.

Clinical relevance

Hầu hết các nhóm kháng sinh được sử dụng trong lâm sàng đều có nguồn gốc từ các sản phẩm tự nhiên, và lĩnh vực này tiếp tục được nghiên cứu để tìm kiếm các tác nhân có hoạt tính chống lại các mầm bệnh kháng thuốc, do đó nó là trung tâm của dược lý học chống nhiễm trùng và giáo dục dược liệu học. Mục này mô tả cách các chất kháng khuẩn tự nhiên hoạt động và được đặc trưng; đây là một định hướng tham khảo và không phải là cơ sở để lựa chọn, định liều hoặc kê đơn liệu pháp kháng khuẩn.

Evidence & guidelines

Bằng chứng chủ yếu là tiền lâm sàng: thử nghiệm độ nhạy (MIC/MBC), nghiên cứu cơ chế và sàng lọc các chiết xuất và hợp chất tinh khiết. Việc sử dụng lâm sàng bất kỳ chất kháng khuẩn từ sản phẩm tự nhiên nào đều tuân theo các nguyên tắc quản lý kháng sinh tiêu chuẩn và sự chấp thuận của cơ quan quản lý, nằm ngoài phạm vi của mục tham khảo này.

History

Nguồn gốc tự nhiên của các chất kháng khuẩn được minh chứng bằng việc phát hiện penicillin từ nấm mốc và các kháng sinh actinomycete trong đất vào giữa thế kỷ XX, đã làm thay đổi việc điều trị nhiễm trùng. Các chất kháng khuẩn có nguồn gốc thực vật có lịch sử y học dân tộc thậm chí còn lâu đời hơn, được xem xét một cách có hệ thống trong các tài liệu hiện đại, và với sự lây lan của tình trạng kháng thuốc, các sản phẩm tự nhiên đã tái xuất hiện như một nguồn ưu tiên cho các khung chống nhiễm trùng mới.

Debates

Các chất kháng khuẩn từ sản phẩm tự nhiên có thể giúp khắc phục tình trạng kháng thuốc không?

Các sản phẩm tự nhiên cung cấp các khung hóa học đa dạng và đôi khi là các mục tiêu mới có thể tránh được các cơ chế kháng thuốc hiện có, nhưng việc chuyển đổi hoạt tính in vitro thành các tác nhân chọn lọc, hữu ích trong lâm sàng vẫn còn khó khăn, khiến đóng góp thực tế của chúng vẫn đang được thảo luận.

Key figures

• Marjorie M. Cowan
• Stephen Douthwaite
• David J. Newman
• Gordon M. Cragg

Seminal works

• cowan-1999
• poehlsgaard-douthwaite-2005

Frequently asked questions

Các hợp chất kháng khuẩn tự nhiên đến từ đâu?

Chúng được tạo ra bởi nhiều sinh vật – vi khuẩn đất và nấm (nguồn gốc của hầu hết các nhóm kháng sinh), cũng như thực vật, tạo ra phenolic, terpenoid và các thành phần tinh dầu có hoạt tính kháng khuẩn.

Tại sao các nhà nghiên cứu lại xem xét lại các sản phẩm tự nhiên để tìm chất kháng khuẩn?

Tình trạng kháng kháng sinh phổ biến đã làm giảm hiệu quả của các loại thuốc hiện có, và các sản phẩm tự nhiên cung cấp các phân tử có cấu trúc đa dạng và đôi khi là các cơ chế mới có thể tạo ra các tác nhân chống lại các sinh vật kháng thuốc.