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新型抗生素的发现之路有多远?

1928年,英国医生亚历山大-弗莱明(Alexander Fleming)发现了盘尼西林(青霉素),彻底改变了细菌感染的治疗方法,而自那时起科学家们就开始不断寻找新型抗生素来解决人类面临的各种感染以及抗生素耐药性的上升问题。


如今研究者们在人类鼻腔中发现了一种细菌能够产生名为“路邓素(Lugdunin)”的抗生素,这种新型抗生素能够抑制常见的人类病原体—金黄色葡萄球菌,而这项研究发现也为后期研究者们寻找更加有用的新型抗生素来治疗机体细菌感染奠定了基础。


路邓素(lugdunin)是路邓葡萄球菌(Staphylococcus lugdunensis,S.lugdunensis)分泌出的一种多肽抗生素,来自德国蒂宾根大学的科学家利用这种药物对抗老鼠体内的抗甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),这就意味着研究者手上有了一种强大的新型治疗方法。


此外,科学家们还发现人类鼻子中有少量MRSA菌株和路邓葡萄球菌聚集在一起,说明后者可以帮助对抗前者。这一研究激动人心的一点在于我们的抗菌素耐药性问题变得越来越严重。我们在对抗细菌的时候,它们也在进化以便抵抗我们的反抗,自20世纪80年代起我们就再也没有发现新的抗生素。研究者Peschel表示:“Lugdunin只是第一个例子。也许它只是冰山一角罢了。”换句话说,虽然目前有可能有更多细菌在对抗传统抗生素,但我们的鼻子里面还能发现更多与Lugdunin并肩作战的东西。


专家们警告称MRSA最终会战胜Lugdunin,毕竟它们已经在人体内战斗了很长时间。因此我们需要争分夺秒,抢在超级细菌之前赢得战斗。


抗生素从哪里来?


从传统意义上来讲,抗生素来源于自然界,基于地球上存在的一切事物—植物、土壤、人类和动物,因为这些事物都可以作为微生物得以繁殖的宿主,因此尽力去控制一种事物,这样微生物才能够分泌出强大的生物武器:抗生素。


基于以上原则,弗莱明偶然间发现了能够产生青霉素的产黄青霉菌,这种细菌能够抑制常见细菌的生长。第二次世界大战期间,科学家利用新发现的短杆菌素来治疗许多伤口感染,这种名为短杆菌素的抗生素是从短芽胞杆菌分离出来的;而这一次科学家们首次将目光转向了土壤微生物来寻找新型的抗生素来源。


一组名为放线菌的细菌也是自然界中几乎一半的早期抗生素化合物的来源,放线菌可以产生许多常见的抗生素,包括仍用于治疗肺结核的链霉素、在澳大利亚用于治疗肺炎的一线抗生素—四环素、治疗耳部感染的氯霉素以及大环内酯类抗生素,大环内酯类抗生素包括常见的阿奇霉素和克拉霉素等抗生素,这些抗生素可以用来治疗常见的疾病,比如胃溃疡和胸腔及鼻窦感染等。


在自然界中,抗生素被认为来源于其它细菌、真菌、藻类、苔藓、植物甚至是一些动物,其可以利用抗生素来抑制细菌繁殖并且诱发疾病。如今我们用于治疗致死性感染的万古霉素就是制药公司的化学家在传教士从婆罗洲带回来的土壤样本的细菌中分离出来的,而这一壮举拯救了全世界数百万人的生命。


在过去10年里,很少有抗生素再被发现,这就意味着细菌逐渐开始对抗生素变得具有耐受性了,而且未来我们也将会遇到可用抗生素越来越少的窘境。2015年早些时候,研究者就利用现代技术对土壤中名为Eleftheria terrae的细菌进行培养,这种细菌可以产生一种名为“teixobactin”的酯肽抗生素,该抗生素能够以一种特殊前所未见的方式来杀灭细菌。


这是美国科学家近30年来发现的第一种新型抗生素,其可以杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)等多种致命病原体。


来自美国东北大学的研究团队在Nature杂志上撰文称,他们在缅因州的土壤内发现了这种名为Teixobactin的抗生素。在老鼠身上进行的研究表明,该抗生素对致命的MRSA细菌等具有非常强的对抗作用,而且可以治疗肺结核、败血病等多种常见的感染。更重要的是,与其他主要攻击细菌蛋白质的多数抗生素不同,它主要通过破坏细菌的细胞壁来消灭细菌,病原体很难对其发展出抗药性。


如今研究者扩大了对环境的搜寻范围,他们希望通过重点关注世界上的其它区域来寻找新型抗生素;来自英国的一个研究小组就开始对海洋深入进行探索来寻找新型抗生素的踪迹,而加拿大的研究者也对洞穴深处的细菌进行研究寻找新型抗生素。如今全球多个研究小组都已经开始从火山、冰川及沙漠中来分离能够潜在产生抗生素的新型细菌群落了。


为何新发现这么重要?


人类机体中含有10万亿至100万亿个共生的微生物细胞,这些庞大的微生物组可以覆盖机体整个表面及内部区域,栖息在机体内部的细菌也能够与机体和谐共存,而且能够抑制机体中其它潜在有害细菌的生长。通过竞争微环境中的营养物质以及不断的修饰作用,同时通过产生特定物质,栖息在机体中的有益菌群就能够抑制在机体中未发现的细菌的生长。


试想一下,如果人类拥有了自身微生物组的抗菌潜能的话,那么最新发现或将帮助科学家们进行后期更为深入的研究来探索人类机体的潜能。


 

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