導(dǎo)讀
近日，發(fā)表在《自然》雜志上的一項(xiàng)研究中，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了一種叫做teixobactin的新型抗生素。Teixobactin能夠殺死多種細(xì)菌，包括很多人類(lèi)的病原體。最讓人驚喜的是，這些病原菌無(wú)法對(duì)Teixobactin產(chǎn)生耐藥性。
在過(guò)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(guò)著與土壤打交道的生活。之所以會(huì)這樣，是因?yàn)樗麄冊(cè)谘芯恳活?lèi)從前無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)的細(xì)菌，從而希望找對(duì)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(lái)自美國(guó)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(duì)于這樣的結(jié)論不免引來(lái)很大的質(zhì)疑聲，但是如果該化合物通過(guò)臨床試驗(yàn)，那必將成為對(duì)抗各種細(xì)菌感染的重磅武器。說(shuō)了這么多，你們有沒(méi)有對(duì)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(lèi)通過(guò)培養(yǎng)自然界中的微生物而被發(fā)現(xiàn)的。細(xì)菌通過(guò)這些抗生素互相殘殺，爭(zhēng)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(duì)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(wú)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(kāi)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(yíng)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(zhǎng)。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(zhǎng)， iChip將百分比提高到了50%。
為了測(cè)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(cè)。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(guó)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(lèi)的病原體。最讓人驚喜的是，這些病原菌無(wú)法對(duì)Teixobactin產(chǎn)生耐藥性。
Teixobactin表現(xiàn)出了比萬(wàn)古霉素更好的抗菌效果。萬(wàn)古霉素是治療耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)長(zhǎng)期依賴(lài)的藥物。對(duì)感染MRSA的小鼠進(jìn)行治療發(fā)現(xiàn)，Teixobactin以比萬(wàn)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(duì)人體細(xì)胞無(wú)毒性。
那么，細(xì)菌為何難以對(duì)Teixobactin產(chǎn)生耐藥性呢?
Teixobactin結(jié)構(gòu)
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(guò)基因突變對(duì)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(duì)穩(wěn)定，細(xì)菌很難應(yīng)對(duì)。
Kim Lewis教授說(shuō)：“首次人類(lèi)臨床試驗(yàn)將在兩年內(nèi)開(kāi)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(lèi)健康出現(xiàn)危機(jī)。”
愛(ài)丁堡大學(xué)傳染病學(xué)的Mark Woolhouse博士稱(chēng)：“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(kāi)了冰山一角。”
局限性和質(zhì)疑聲
目前的研究表明，Teixobactin對(duì)革蘭氏陰性菌不起作用，不過(guò)利用iChip技術(shù)也許會(huì)找到對(duì)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(guó)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(duì)某些細(xì)菌有效。論文中描述的新抗生素尚未在人類(lèi)身上進(jìn)行測(cè)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。”
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