“我有一天不得不回家多洗一次澡——事實證明，在擦拭過臭鼬後，你未必能完全安然無恙地脫身，”美國俄克拉荷馬大學的羅伯特·西切維茨回憶道。西切維茨和布拉德利·史蒂文森在過去三年裡一直領導著一個相當不尋常的研究專案，每天在俄克拉荷馬州一條州際公路的 30 英里路段上巡邏。這個由化學家和微生物學家組成的團隊正在尋找路殺動物。他們令人毛骨悚然的任務是擦拭他們在路邊發現的死動物，以獲取它們的微生物群——棲息在這些哺乳動物體內的微生物群落。研究人員希望發現由從這些路殺動物身上分離出來的細菌產生的新分子，甚至可能是潛在的候選藥物，並且他們已經取得了一些成功。
“從概念上講，這個想法的提出是基於微生物群具有驚人的潛力，蘊藏著如此多不同的微生物——其中許多微生物正在產生可能影響健康和福祉的天然產物，”西切維茨解釋說。由於已經有幾個研究小組在研究人類微生物群，該團隊認為其他哺乳動物系統被忽視了。
路邊收集
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但這帶來了一個新問題——他們將如何獲取樣本？西切維茨和史蒂文森渴望避開圍繞活體動物實驗的法律和倫理雷區，他們意識到解決方案每天都在上班的路上盯著他們。“靈感突然閃現，我們意識到，圍繞路殺動物開展的這項取樣計劃是多麼好的一個機會，”史蒂文森回憶道。“你知道——資源就在那裡。我們從降臨到這隻可憐動物身上的悲劇中創造出一些東西。我們正試圖從中創造出一些好的東西。”
然而，根據俄克拉荷馬州法律，在道路上死亡的動物被視為州財產。為了能夠接觸路殺動物，研究團隊需要首先獲得科學採集許可證。然後又出現了另一個障礙。“如果我們佔有了它，我們被告知我們將受到美國農業部 [美國農業部] 法律的約束，因為它是一種動物屍體，”西切維茨說。“所以我們所有的取樣都是在路邊進行的。”
該團隊每隔 10 小時巡邏高速公路，以尋找新鮮的路殺動物。被認為新鮮且至少有一個完整孔口（嘴、鼻、耳、眼、直腸或胃腸道）的動物屍體用無菌拭子取樣。然而，這並不總是那麼簡單。西切維茨記得有一天不得不開車送一名研究生回實驗室：“只是因為那種嬌氣：‘你想讓我把棉籤插到哪裡？’”
拿出你們的死者
在路邊測試之後，新開發的發現流程幫助識別出感興趣的分子。單個動物可以提供多個樣本，每個樣本都可以產生數百種細菌分離株和化合物。從犰狳、鹿、負鼠、浣熊、臭鼬和松鼠身上採集的拭子最終分離出近 4000 種不同的細菌。為了縮小搜尋範圍，該團隊使用了多種化學技術，包括雷射燒蝕電噴霧電離質譜法、生物測定測試和基因組分析，以靶向生物活性代謝物。
“這項研究的優點之一是，現在我們有多種發現過程的方法，”史蒂文森解釋說。“無論是對菌落的直接化學分析，還是從分離的生物體中檢測到的化合物，我們都知道在哪裡可能找到突破口。”
為了證明該過程的潛力，從團隊從負鼠耳朵中獲得的兩種細菌分離株產生的一系列環狀脂肽被證明可以限制與酵母菌感染相關的真菌細胞的生物膜形成。
巧妙的取樣
英國華威大學的天然產物化學家格雷格·查利斯說：“人們越來越認識到，人類微生物群為人類醫學的潛在應用提供了尚未開發的生物活性天然產物來源，”他指出了最近發現的 lugdunin——一種在人鼻腔中發現的細菌產生的分子，它顯示出對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的抗生素活性。“鮑勃·西切維茨及其同事利用路殺動物來獲取迄今為止未充分利用的非人類微生物群成分的想法，希望它們也可能產生新的生物活性天然產物，因此相當巧妙。”
英國阿伯丁大學的有機化學家馬塞爾·賈斯帕斯同意道：“這種機會主義的取樣策略可以獲取包含新型微生物物種的各種微生物群，這些微生物群反過來又提供了新的化學物質。”“[這項] 工作表明，在我們家門口有我們通常不考慮的新型微生物學和化學物質來源。”
西切維茨解釋說，使用來自路殺動物微生物群的分離株也帶來了一定程度的安全性，這在使用來自非哺乳動物來源的新型化合物時未必存在。“你現在可以將這種生物合成途徑轉移到生物體中，將其引入人體，從而創造出更有效、更好的微生物群型別嗎？”他問道。“這就是這裡的遠大夢想，但我認為科學離那一步並不遙遠。”
這種非正統的取樣方法無疑會引起人們的關注，並在社交聚會和晚宴上經常引起興趣。“一般來說，作為一名微生物學家，一旦你告訴[人們]你在做什麼，談話就會戛然而止，”史蒂文森說。“現在人們會主動找我，想談論這項工作。所以我有點獲得了一些追隨者。”西切維茨對此表示贊同，他指出，團隊的所有成員都非常擅長講述他們的“取樣恐怖故事”。
它們可能是恐怖故事，但西切維茨強調了該專案的嚴肅性：“我們真的覺得，為社會找到新的和新型的候選藥物是如此關鍵的需求，以至於這些有點極端的措施是非常值得一點點噁心、第二次淋浴或週期性的戰慄。一切都以科學的名義。”
參考文獻
J L Motley等，J. Nat. Prod.，2016，DOI：10.1021/acs.jnatprod.6b00772