人类以及我们体内居住的微生物可能是下一代抗生素的来源。
德国研究人员刚刚发现了一种由居住在我们鼻腔中的细菌产生的抗生素。这种新抗生素可以杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),耐药性的典型代表以及最有害的医院获得性葡萄球菌感染的罪魁祸首。
“我们的研究可以帮助理解我们可以做些什么来从健康人群的微生物群中根除这些病原体,”该研究的主要作者安德烈亚斯·佩舍尔说。该研究于周三发表在《自然》杂志上。
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它是这样运作的:把我们的身体想象成花圃,细菌就像植物。我们过去认为所有细菌都是杂草,侵入并使我们生病。为了摆脱细菌,我们只是把一切都砍掉。
“我们基本上采取了一种‘皆伐’的方法来治疗疾病——只是把它们全部干掉,并希望会发生好事,”哈佛医学院微生物学教授迈克尔·吉尔摩说,他审阅了这项研究,并且是抗生素耐药性和药物发现方面的专家。
相反,糟糕的事情发生了:过度使用和依从性差导致了抗生素耐药性。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染——由对甲氧西林无反应的葡萄球菌引起——每年导致约 20,000 人死亡。目前,约 30% 的人的鼻腔中携带着包括 MRSA 在内的金黄色葡萄球菌。作者指出,鼻子是 MRSA 进入人体的一个常见入口。
“有些人容易感染葡萄球菌,而另一些人则相对具有抵抗力,”吉尔摩说。“部分原因是我们的免疫系统,部分原因是我们随身携带的其他微生物。”
德国团队发现,正是那些其他的微生物杀死了 MRSA。
一种本土物种
蒂宾根大学的科学家从 37 位健康人的鼻腔中吸取了富含细菌的鼻涕,并培养了他们在样本中发现的不同细菌种类。为了弄清楚他们发现的细菌中是否有任何一种可以帮助抵抗 MRSA,他们将金黄色葡萄球菌与其他鼻涕物种一起培养,并观察它们的生长。
胜出者是另一种名为路邓葡萄球菌的葡萄球菌,它正在杀死金黄色葡萄球菌。它的首选武器是什么?一种名为路邓素的小化合物。
当研究人员在小鼠身上测试这种新化合物时,他们可以治疗葡萄球菌感染。研究作者伯恩哈德·克里斯默指出,“该化合物渗透到组织中,并在皮肤的更深层发挥作用”,这对于治疗作为 MRSA 标志的深层葡萄球菌感染非常有用。
当他们将金黄色葡萄球菌和路邓素放在一起一个月时,金黄色葡萄球菌仍然没有对其产生耐药性,克里斯默说,这表明路邓素确实很难被击败。
然后,研究人员检查了住院患者的鼻涕。在 187 个样本中,除一个外,所有样本都被金黄色葡萄球菌或路邓葡萄球菌中的一种菌株定植,但不是两者都有。研究人员认为,一种物种生长的地方,另一种物种就无法生长。
这一切都与路邓素有关。当研究人员破坏了路邓葡萄球菌中的路邓素基因时,金黄色葡萄球菌的生长就没有任何问题了。
换句话说,人类的花园里有一种本土植物,可以杀死一种潜在的致命杂草。
进行这项研究的德国研究人员已为路邓素申请了专利,并希望与制药公司合作开发它。
超级细菌和超级英雄
吉尔摩说:“在目前的临床实践中,‘我们正在使用广谱口服生物可利用药物,这些药物正在破坏我们自身的微生物组,以便治疗牙齿感染或耳部感染。’”
吉尔摩认为,现在是重新思考我们的抗菌策略的时候了。他说,这项《自然》杂志的研究是一个很有希望的方向。
他说:“我认为下一个时代,而且我认为我们正在在这方面迎来转机,是有效地管理微生物与人类在健康和疾病方面的关联。”
例如,医生可以更加注重局部应用抗生素,仅针对感染区域,特别是在容易触及的感染情况下,如牙周病和耳部感染。通过选择性地仅治疗严重感染,我们或许能够避免下一轮耐药性的出现。
德国研究人员认为,还有大量具有秘密力量的细菌等待被发现——它们是抵抗超级细菌的超级英雄。其中一种来自天然栖息在阴道粘液中的细菌。
但最新的研究更进一步,表明路邓葡萄球菌可以完全阻止 MRSA 在体内扎根。“这是一件大事,”领导阴道粘液研究的加州大学旧金山分校研究员迈克尔·费希巴赫说,“因为阻止金黄色葡萄球菌在鼻孔中生长是预防葡萄球菌感染的一个重要挑战。”(费希巴赫与多家生物制药公司合作,并在开发抗生素的公司 Achaogen 的董事会任职。)
益生菌潜力
除了尝试将路邓素开发为抗生素药物外,新发现表明,我们或许能够以益生菌的形式,在身体的特定部位播种共生细菌。
目前,非处方益生菌由通常不栖息于人体的细菌制成,因此会被消化。另一方面,由共生细菌制成的益生菌可以长期存在,并改变身体任何失调部位的菌群。这就是粪便移植背后的理念。
然而,佩舍尔说,“路邓葡萄球菌本身可能不是您希望在免疫功能受损的高危患者的鼻腔中繁殖的完美益生菌”,因为该物种偶尔会使人生病。
解决这个问题需要一些技巧。例如,德国研究人员计划制造一种转基因生物,将路邓葡萄球菌和另一种更良性的细菌的基因结合起来。
虽然我们距离看到这些天然杀手或益生菌在临床上取得成果还有数年时间,但未来远没有之前想象的那么黯淡。
另一方面,这可能只是细菌和抗生素之间持续军备竞赛中的又一次短暂喘息。
虽然研究人员对定点益生菌的想法感到兴奋,但其他人担心,一旦使用这种疗法,病原菌也会弄清楚如何击败这些抗生素。
加州大学旧金山分校的研究员费希巴赫说:“我不会不看好像金黄色葡萄球菌这样狡猾的细菌。”