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一種具有消除耐藥病原體能力的抗生素被發現——它來自緬因州一塊草地表面之下的土壤細菌。 雖然這種新抗生素尚未在人體上進行測試，但有跡象表明病原體將緩慢對其產生耐藥性。
今天在《自然》雜誌上，馬薩諸塞州波士頓東北大學的 Kim Lewis 領導的團隊報告說，這種他們命名為替考巴汀的抗生素在小鼠體內對致命的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）有效，並在細胞培養中對許多其他病原體有效。 如果該化合物在人體內的表現類似，它可能會成為對抗抗生素耐藥性戰爭中非常需要的勝利。
用於發現替考巴汀的裝置也令人興奮，因為它有可能揭示更多未被發現的抗生素：它可以使“不可培養”的微生物在實驗室中茁壯成長，從而更容易發現天然產生對其他病原體致命化合物的細菌。
“這項技術非常酷，”加拿大漢密爾頓麥克馬斯特大學的生物化學家傑拉德·賴特說，他沒有參與這項研究。“沒有人知道這些細菌是否產生任何有用的東西。”
這一訊息是在公共衛生專家不斷警告抗生素耐藥性危險之際傳來的。 2014 年，世界衛生組織宣佈，後抗生素時代——人們可能因普通感染和輕微傷害而死亡的時代——可能在本世紀開始。 耐甲氧西林金黃色葡萄球菌已從醫院蔓延到社群，2013 年，全球新增 48 萬例多重耐藥結核病，這種情況需要使用毒性越來越大的藥物進行治療。
尋寶
許多最成功的抗生素是在 20 世紀中期由科學家發現的，他們透過在微生物群落中尋找能夠殺死同類的細菌。 但研究人員錯過了產生替考巴汀的菌種——陸生伊利夫菌 (Eleftheria terrae)，以及許多其他潛在的候選菌種——統稱為微生物“暗物質”——因為它們不願適應在培養皿上的生活。
Lewis 和他在東北大學的同事 Slava Epstein 使用他們稱為 iChip 的裝置發現了陸生伊利夫菌的潛力。 它的工作原理是將從土壤中採集的單個細菌細胞分揀到單個腔室中。 然後將該裝置埋回地下。 環境中的幾種分子能夠擴散到 iChip 中，使細菌能夠在比培養皿更自然的環境中茁壯成長。 通常，土壤樣本中只有約 1% 的微生物能夠在實驗室中生長。 iChip 將這一比例擴大到 50%。
然後，研究人員測試了 10,000 個生成的細菌菌落，以檢視是否有任何菌落能夠阻止金黃色葡萄球菌的生長。 Lewis 說，這項搜尋產生了 25 種潛在的抗生素，但替考巴汀是迄今為止最有吸引力的候選者。
《自然》播客
收聽 Kim Lewis 談論他的團隊發現的抗生素。
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Lewis 對替考巴汀感到興奮的主要原因是它表明病原體難以對其產生耐藥性。 與抗生素不同的是，替考巴汀被認為透過與構成細菌細胞壁的脂肪脂質結合來攻擊微生物，並且細菌難以改變細胞的這種基本組成部分。 相比之下，大多數抗生素以蛋白質為靶點，微生物可以透過積累改變靶蛋白形狀的突變而相對容易地對這些藥物產生耐藥性。
賴特說，現在不可能說這些結果在臨床上的效果如何，但替考巴汀顯示出希望。 “我不相信存在不可抵抗的抗生素，”他說。“但我確實相信某些抗生素的耐藥性頻率很低。”
有希望的特性
除了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌外，引起結核病的結核分枝桿菌也是替考巴汀殺死的細菌之一。 但英國卡迪夫大學的醫學微生物學家 Timothy Walsh 敦促大家謹慎，因為該藥物僅針對少數實驗室菌株進行了測試。 他說，在數十甚至數百個最近從患者身上分離出來的菌株中重複這些分析非常重要。
替考巴汀已在小鼠身上進行過測試，尚未顯示出任何毒副作用，但在人類身上證明其安全性非常重要，位於馬薩諸塞州列剋星敦的 Cubist Pharmaceuticals 公司的科學事務高階副總裁 Barry Eisenstein 說，該公司專門從事抗生素開發。 “毒性仍然是將潛在抗生素藥物轉化為真正藥物的主要失敗原因，”他說。
即便如此，Eisenstein 說，有理由對替考巴汀持樂觀態度，因為它很少發現一種具有如此多有希望特性的單一分子。
但替考巴汀在未能殺死“革蘭氏陰性”細菌方面令人失望。 Eisenstein 說，這類細菌是一個特別值得關注的健康問題，包括致命的病原體，例如已經對所有已知抗生素產生耐藥性的肺炎克雷伯菌。
然而，Walsh 希望 iChip 技術能夠為革蘭氏陰性問題提供新的解決方案。 “這些 iChip 系統可能會培養出能夠產生新藥物的細菌，以消除那些耐藥性極強且致病性極強的革蘭氏陰性細菌。”
Eisenstein 說，大約十年前，Cubist 曾嘗試開採微生物暗物質。 該公司放棄了這項研究，因為它過於勞動密集，並且主要產生已發現的化合物。“這種 iChip 方法最終是否會更好還有待確定，”他說。“但他們已經有了一個良好的開端。”
本文經許可轉載，並於 2014 年 1 月 7 日首次發表。