本文是蓝色经济领域112个案例之一。.

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案例13:不使用杀菌剂控制细菌

2013年1月4日 | 100项创新食品健康

全球抗生素市场

2005年,全球抗生素和抗真菌药物市场规模超过250亿美元,预计到2015年结束的十年内将达到400亿美元。尽管整体市场正在扩张,但欧洲、日本和北美等发达地区可能会出现增速放缓。抗生素耐药性正在影响医生的态度,导致抗生素消费量下降。由于老年人口的增长加剧了细菌感染的发生率和严重程度,抗菌药物的需求正在上升。令人担忧的是,五分之一的患者患有医院感染,仅在美国每年就造成约9万人死亡。整体收入下降并不一定意味着销量相应减少。一些成功的专利即将到期,品牌药将被价格低得多的仿制药所取代。这将对14种年销售额超过10亿美元的产品产生重大影响。.

抗菌产品已渗透到众多行业,包括食品保鲜、水处理、石油天然气、农业,甚至消费品。多年来,杀菌剂市场一直保持着两位数的增长。2009 年禽流感疫情的爆发推动该行业规模突破 100 亿美元大关。这种增长并非仅仅源于需求的增加,也与消费者转向使用价格更高的杀菌剂有关。用危害较小的杀菌剂替代诸如氯化气体等有害化学物质,预计将有助于推动这一增长。此外,一些强效细菌会降低杀菌剂和抗生素的效力。.

漱口水、除臭剂、肥皂、清洁剂,甚至筷子和玩具等消费品中都添加了杀菌剂。其中一种主要使用的化学物质是三氯生。许多科学家担心,过度使用这些制剂可能会刺激细菌快速变异,从而导致耐药性增强。位于美国田纳西州孟菲斯的裘德儿童研究医院仅用两天时间就在实验室中培育出了对三氯生具有抗性的昆虫。.

创新

醋和小苏打是即用型清洁剂,可以有效杀灭细菌。只需用温水简单清洗20到30秒,并充分擦洗,就能保持全家人的清洁和安全。主要的挑战不在于控制可能附着在皮肤上的单个细菌,而在于控制生物膜。生物膜是由大量细菌细胞组成的致密菌群,它们自身被一层厚厚的保护层包裹。一旦细菌在宿主体内定植,它们对抗生素和杀菌剂的耐药性就会增强10到1000倍。美国国立卫生研究院(NIH)估计,超过80%的人类细菌感染都存在明显的生物膜成分。.

新南威尔士大学(UNSW)的两位教授彼得·斯坦伯格和斯塔凡·谢勒伯格注意到,一种名为美丽红藻(Delicea pulchra)的藻类无法被细菌定殖。海洋本身就是一个“细菌汤”。如果这种海藻像人类使用化学物质那样,以同样的强度杀死定殖细菌,它们自己就会先被杀死。彼得和斯塔凡意识到,这种藻类本质上是干扰了细菌之间的通讯。科学家们将这种机制称为群体感应抑制剂(IQS)。如果细菌无法相互沟通,它们就无法协调,更遑论控制或反制宿主。随后,他们为这种历经数百万年进化而来的防御机制申请了专利。.

在UNSW(新南威尔士大学)的合作下,该团队成功合成出高效的类似物。更令人振奋的是,他们证明这种“失聪”效应可以诱导多种细菌产生耐药性,甚至还能抑制真菌生长。这项创新的最大优势在于,测试证实该产品安全可靠,不会增加细菌耐药性的风险。这一机制的发现有望彻底改变杀菌剂在农业(尤其是食品加工)、消费品、工业、水处理以及医疗和治疗设备等领域的应用方式。抗菌剂的新时代已经开启,肆意杀戮的局面或许终于可以终结。.

首笔现金流

发明人和新南威尔士大学于1999年成立了Biosignal公司,筹集了资金,并将80%的预算用于研发活动。尽管该公司吸引了私营部门的关注,但它面临着注册一种新化合物的挑战,这是一项成本高昂的工作。即使该类似物基于天然化合物,注册费用也超过了筹集的资金。在公司努力迈向下一阶段的过程中,其专利组合使这项突破性成果能够应用于注册流程较为严格的市场和领域。这意味着最初的应用不能与人类或食品有任何直接接触。.

鲜切花是QSI技术的一个极具应用前景的领域。细菌会迅速侵染采摘后的鲜花,影响其美观和新鲜度。利用QSI延长观赏花卉的保质期,可以提高其竞争力和价格。石油和天然气行业对控制管道中的生物膜表现出浓厚的兴趣。2006年阿拉斯加发生的环境灾难,其主要原因是微生物腐蚀(MIC),当时细菌渗入了金属管道。使用传统杀菌剂和定期刮除管道内壁均未能有效控制生物膜的侵蚀。而藻类类似物可以有效控制MIC,相关测试也证实了这一点。.

机会

这些应用领域极其广泛。可以想象,至少有五家不同的公司会利用这项专利提供的广泛保护,探索不同的应用方向。尽管早期测试表明IQS化学物质可以控制囊性纤维化和结核病,但至少还需要十年时间,这项特定应用才能实现商业化。控制医疗器械中的细菌感染是另一个长期应用前景。这对于导管,尤其是导尿管,尤为重要,据估计,约有30%的患者会遭受导管相关感染。这种额外的治疗费用为每位患者25,000美元,给捉襟见肘的政府预算带来了沉重负担。然而,IQS不仅可以治疗现有感染,更重要的是,它还可以从源头上阻止生物膜在宿主体内定植。这是从红藻身上汲取的教训:预防胜于治疗。.

IQS有望成为银的理想替代品,而银在工业领域的应用日益广泛。银的使用历史已有数百年,由于这种贵金属无需经过严格的监管和审批流程,因此备受制造商青睐。然而,其缺点在于价格高昂且不断上涨。此外,银在临床疗效方面并未展现出显著优势。例如,银的广泛应用,如陶瓷马桶内衬,每年仅日本领先的银生产商INAX就消耗5吨银。.

或许最大的潜在应用领域是消费品,制造商们越来越意识到细菌耐药性问题,也愿意为此支付更高的价格。未来,除臭剂、牙膏和漱口水或许都会以海藻提取物为基础。鲜艳的红色将赋予品牌鲜明的形象。联合利华进行的初步测试已证实其在控制体味方面的有效性。目前的关键在于这项创新分子的注册。这为投资者带来了机遇,而像联合利华这样的公司似乎也率先将资金投入到这项技术中。.

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