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一种具有消除耐药病原体能力的抗生素被发现——它来自缅因州一块草地表面之下的土壤细菌。 虽然这种新抗生素尚未在人体上进行测试，但有迹象表明病原体将缓慢对其产生耐药性。
今天在《自然》杂志上，马萨诸塞州波士顿东北大学的 Kim Lewis 领导的团队报告说，这种他们命名为替考巴汀的抗生素在小鼠体内对致命的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）有效，并在细胞培养中对许多其他病原体有效。 如果该化合物在人体内的表现类似，它可能会成为对抗抗生素耐药性战争中非常需要的胜利。
用于发现替考巴汀的设备也令人兴奋，因为它有可能揭示更多未被发现的抗生素：它可以使“不可培养”的微生物在实验室中茁壮成长，从而更容易发现天然产生对其他病原体致命化合物的细菌。
“这项技术非常酷，”加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学的生物化学家杰拉德·赖特说，他没有参与这项研究。“没有人知道这些细菌是否产生任何有用的东西。”
这一消息是在公共卫生专家不断警告抗生素耐药性危险之际传来的。 2014 年，世界卫生组织宣布，后抗生素时代——人们可能因普通感染和轻微伤害而死亡的时代——可能在本世纪开始。 耐甲氧西林金黄色葡萄球菌已从医院蔓延到社区，2013 年，全球新增 48 万例多重耐药结核病，这种情况需要使用毒性越来越大的药物进行治疗。
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许多最成功的抗生素是在 20 世纪中期由科学家发现的，他们通过在微生物群落中寻找能够杀死同类的细菌。 但研究人员错过了产生替考巴汀的菌种——陆生伊利夫菌 (Eleftheria terrae)，以及许多其他潜在的候选菌种——统称为微生物“暗物质”——因为它们不愿适应在培养皿上的生活。
Lewis 和他在东北大学的同事 Slava Epstein 使用他们称为 iChip 的设备发现了陆生伊利夫菌的潜力。 它的工作原理是将从土壤中采集的单个细菌细胞分拣到单个腔室中。 然后将该设备埋回地下。 环境中的几种分子能够扩散到 iChip 中，使细菌能够在比培养皿更自然的环境中茁壮成长。 通常，土壤样本中只有约 1% 的微生物能够在实验室中生长。 iChip 将这一比例扩大到 50%。
然后，研究人员测试了 10,000 个生成的细菌菌落，以查看是否有任何菌落能够阻止金黄色葡萄球菌的生长。 Lewis 说，这项搜索产生了 25 种潜在的抗生素，但替考巴汀是迄今为止最有吸引力的候选者。
《自然》播客
收听 Kim Lewis 谈论他的团队发现的抗生素。
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Lewis 对替考巴汀感到兴奋的主要原因是它表明病原体难以对其产生耐药性。 与抗生素不同的是，替考巴汀被认为通过与构成细菌细胞壁的脂肪脂质结合来攻击微生物，并且细菌难以改变细胞的这种基本组成部分。 相比之下，大多数抗生素以蛋白质为靶点，微生物可以通过积累改变靶蛋白形状的突变而相对容易地对这些药物产生耐药性。
赖特说，现在不可能说这些结果在临床上的效果如何，但替考巴汀显示出希望。 “我不相信存在不可抵抗的抗生素，”他说。“但我确实相信某些抗生素的耐药性频率很低。”
有希望的特性
除了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌外，引起结核病的结核分枝杆菌也是替考巴汀杀死的细菌之一。 但英国卡迪夫大学的医学微生物学家 Timothy Walsh 敦促大家谨慎，因为该药物仅针对少数实验室菌株进行了测试。 他说，在数十甚至数百个最近从患者身上分离出来的菌株中重复这些分析非常重要。
替考巴汀已在小鼠身上进行过测试，尚未显示出任何毒副作用，但在人类身上证明其安全性非常重要，位于马萨诸塞州列克星敦的 Cubist Pharmaceuticals 公司的科学事务高级副总裁 Barry Eisenstein 说，该公司专门从事抗生素开发。 “毒性仍然是将潜在抗生素药物转化为真正药物的主要失败原因，”他说。
即便如此，Eisenstein 说，有理由对替考巴汀持乐观态度，因为它很少发现一种具有如此多有希望特性的单一分子。
但替考巴汀在未能杀死“革兰氏阴性”细菌方面令人失望。 Eisenstein 说，这类细菌是一个特别值得关注的健康问题，包括致命的病原体，例如已经对所有已知抗生素产生耐药性的肺炎克雷伯菌。
然而，Walsh 希望 iChip 技术能够为革兰氏阴性问题提供新的解决方案。 “这些 iChip 系统可能会培养出能够产生新药物的细菌，以消除那些耐药性极强且致病性极强的革兰氏阴性细菌。”
Eisenstein 说，大约十年前，Cubist 曾尝试开采微生物暗物质。 该公司放弃了这项研究，因为它过于劳动密集，并且主要产生已发现的化合物。“这种 iChip 方法最终是否会更好还有待确定，”他说。“但他们已经有了一个良好的开端。”
本文经许可转载，并于 2014 年 1 月 7 日首次发表。