抗生素耐药性能否通过类器官模型进行测试？

微生物在人体细胞中的表现不同，这会影响它们对抗菌药的敏感性。如果我们在更类似于活体的环境中研究抗菌药的敏感性，会发生什么情况呢？

ALI模型

气液界面 (ALI) 模型是在实验室研究皮肤的有效方法。使用多孔板和 ThinCert^®可以比较容易地建立一个包含所有相关层的完整皮肤切片。

最重要的是，该模型还能生成活体皮肤特有的气液界面。这种模型已被用于研究免疫系统和皮肤病的治疗方法，那么用它来研究皮肤的微生物学又如何呢？

实验室中的皮肤感染

人体皮肤上有多种微生物，它们定期与人体免疫系统互动，以维持健康的平衡。然而，当我们受到皮肤感染时，这种平衡就会被打破。因此，当我们寻找治疗或预防皮肤感染的疗法时，我们应该在适当的生物学背景下考虑这些疗法，即看起来与人类皮肤一模一样的疗法。

使用 ALI 模型就可以做到这一点。病原体和共生微生物可以添加到培养的表皮中，并模拟感染。这意味着任何潜在的治疗方法都可以在人体细胞和免疫系统的背景下进行评估。这一点至关重要，因为我们知道体内基因表达与体外基因表达有很大不同，这意味着细菌细胞很有可能在体内对抗菌剂做出不同的反应。

当我们停止在真空中研究感染，开始使用 ALI 模型等与临床相关的方法时，就会发现意想不到的好处。加拿大的一个研究小组利用ThinCert^® 的ALI 模型，发现了一种在感染过程中具有三种不同有益效果的化合物⁽¹⁾。

ALI 模型揭示了 3 种有益的抗菌作用

首先，这种化合物能杀死细菌。到目前为止，效果还不错，但这对于抗菌剂来说是必然的，那么它还能做什么呢？

这种化合物还能照射生物膜，这是细菌感染的常见特征，尤其是在皮肤上。细菌聚集成生物膜，对抗生素的耐受性更强。通过在皮肤模型上培养生物膜，研究人员能够加强筛选方法，找到更多临床相关的抗菌化合物。

第三，研究人员还发现，杀死细菌和照射生物膜的化合物还能调节先天性免疫反应。之所以能做到这一点，是因为ALI 模型包括了皮肤中的免疫细胞。在感染期间调节免疫反应的能力是抗菌药物的一个巨大优势，因为它可以激活免疫系统开始清除感染。

所有这些工作都是在耐甲氧西林金黄色.葡萄球菌（MRSA）菌株USA300上完成的，这是一种危险的分离菌株，经常出现在全球各地的医院感染中。利用ALI 模型进行的研究有助于发现一种新的抗菌肽，它可以通过三种不同的方式杀死MRSA。这一发现之所以成为可能，有两个重要原因：

1.  该模型紧密代表了体内感染的实际情况。
2. 该模型非常简单，足以在实验室中进行不同化合物的筛选。

这种现实性和简易性的结合是一种重要的工具，可以帮助研究人员进行更深入的研究。

参考文献

[1] Hashem Etayash, Morgan Alford, Noushin Akhoundsadegh, Matthew Drayton, Suzana K. Straus, and Robert E. W. Hancock Journal of Medicinal Chemistry 2021 64 (22), 16854-16863
DOI: 10.1021/acs.jmedchem.1c01712