Nature:新型抗生素或可解決細(xì)菌耐藥性

供稿:劉劉劉

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      在過去十年中的大部分時(shí)間里,波士頓的一個(gè)科學(xué)家小組一直過著與土壤打交道的生活。之所以會(huì)這樣,是因?yàn)樗麄冊谘芯恳活悘那盁o法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的細(xì)菌,從而希望找對新的抗生素資源。功夫不負(fù)有心人,他們的努力終于有了回報(bào)。
      近日,發(fā)表在《自然》雜志的上的一項(xiàng)研究中,這個(gè)來自美國東北大學(xué)的研究小組報(bào)告了他們最新的突破進(jìn)展。他們發(fā)現(xiàn)了一種新的抗生素有望解決細(xì)菌耐藥性難題。對于這樣的結(jié)論不免引來很大的質(zhì)疑聲,但是如果該化合物通過臨床試驗(yàn),那必將成為對抗各種細(xì)菌感染的重磅武器。說了這么多,你們有沒有對這種抗生素產(chǎn)生好奇心呢?
      許多現(xiàn)有的抗生素(包括青霉素)都是人類通過培養(yǎng)自然界中的微生物而被發(fā)現(xiàn)的。細(xì)菌通過這些抗生素互相殘殺,爭奪資源。而這些被發(fā)現(xiàn)的抗生素都有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是對應(yīng)的細(xì)菌都能夠在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)。這也是該新研究發(fā)現(xiàn)的叫做teixobactin的新型抗生素與眾不同的地方。
    新設(shè)備iChip
      產(chǎn)生teixobactin的細(xì)菌是一種無法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的細(xì)菌。在這項(xiàng)研究中,生物學(xué)家Kim Lewis和東北大學(xué)的微生物生態(tài)學(xué)家Slava Epstein開發(fā)了一種新的設(shè)備iChip,該設(shè)備利用土壤中的天然成分可以培養(yǎng)出土壤中的細(xì)菌。
      研究人員將iChip埋在土壤中,環(huán)境中的營養(yǎng)分子會(huì)進(jìn)入到iChip中,這使得細(xì)菌比在培養(yǎng)皿中更加能夠茁壯成長。通常情況下,只有約1%的土壤微生物能夠在實(shí)驗(yàn)室生長, iChip將百分比提高到了50%。
      為了測試這些土壤微生物的抗菌性,研究人員讓它們與會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重皮膚和呼吸道感染的金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)在實(shí)驗(yàn)室的培養(yǎng)皿中進(jìn)行“決斗”。然而,從能夠有效殺死金黃色葡萄球菌的細(xì)菌中分離出了1000種化合物,并進(jìn)行檢測。最終發(fā)現(xiàn)了25種潛在的抗生素,而teixobactin是具吸引力的候選者。
      新抗生素Teixobactin
      Teixobactin是由從美國緬因州草地上發(fā)現(xiàn)的叫做Eleftheria terrae的細(xì)菌產(chǎn)生的。Teixobactin能夠殺死多種細(xì)菌,包括很多人類的病原體。最讓人驚喜的是,這些病原菌無法對Teixobactin產(chǎn)生耐藥性。
      Teixobactin表現(xiàn)出了比萬古霉素更好的抗菌效果。萬古霉素是治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)長期依賴的藥物。對感染MRSA的小鼠進(jìn)行治療發(fā)現(xiàn),Teixobactin以比萬古霉素更低的劑量讓被感染的小鼠達(dá)到了100%的存活率。除此之外,能夠?qū)е路谓Y(jié)核的結(jié)核分枝桿菌也能夠被Teixobactin殺死。實(shí)驗(yàn)還表明,Teixobactin對人體細(xì)胞無毒性。
     那么,細(xì)菌為何難以對Teixobactin產(chǎn)生耐藥性呢?
      Teixobactin殺死細(xì)菌的方式是結(jié)合細(xì)菌細(xì)胞壁的脂肪酸,大部分抗生素的作用目標(biāo)是蛋白質(zhì),細(xì)菌容易通過基因突變對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造,以逃避抗生素的作用,但脂肪酸的結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,細(xì)菌很難應(yīng)對。
      Kim Lewis教授說:“首次人類臨床試驗(yàn)將在兩年內(nèi)開始,如果試驗(yàn)成功,這種藥物有可能在10年內(nèi)廣泛使用。病原體獲得抗藥性的速度遠(yuǎn)快于我們研發(fā)新抗生素的速度,這會(huì)導(dǎo)致人類健康出現(xiàn)危機(jī)?!?/div>
      愛丁堡大學(xué)傳染病學(xué)的Mark Woolhouse博士稱:“新抗生素的任何報(bào)告都是喜人的,而最讓我激動(dòng)的是這項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)僅僅揭開了冰山一角?!?/div>
      局限性和質(zhì)疑聲
      目前的研究表明,Teixobactin對革蘭氏陰性菌不起作用,不過利用iChip技術(shù)也許會(huì)找到對抗革蘭氏陰性菌的新型抗生素。此外,這種化合物的溶解性有限,如果研究人員可以改善其溶解性,那么或許就可以發(fā)揮更廣的治療用途。
      帝國理工學(xué)院的Angelika Gründling博士讀完這篇論文后表示:“我們需要記住的是,新抗生素目前只對某些細(xì)菌有效。論文中描述的新抗生素尚未在人類身上進(jìn)行測試,有可能它并非像我們期盼中的那樣有效,而且也可能存在未知的副作用限制它的使用?!?/div>
      世界衛(wèi)生組織將細(xì)菌耐藥性描述為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)面臨的最顯著全球風(fēng)險(xiǎn)之一。近日一項(xiàng)報(bào)告表示,到2050年,細(xì)菌耐藥性每年可能會(huì)奪走1000萬人的生命,比現(xiàn)在死于癌癥的人數(shù)還多。后抗生素時(shí)代正是需要這樣的新型抗生素注入新的力量。

    (審核編輯: 豬豬俠)

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