Nature：关于抗生素的一条好消息
2015-02-16 koo 生物360
耐受常用药物治疗的感染日渐增多，却缺乏新型抗生素来替代那些不再有效的药物，这已成为全球亟待解决的问题。一种生产抗生素的特殊方法或可对此有所助益。用来寻找teixobactin的iChip研究人员在周三的《自然》(Nature)杂志上报道，这种从生活在泥土里的细菌中提取药物的方法生产出了一种新的强力抗生素。在小鼠试验中，这种新药——teixobactin可以轻松治愈严重感染，且没有出现副作用。更
耐受常用药物治疗的感染日渐增多，却缺乏新型抗生素来替代那些不再有效的药物，这已成为全球亟待解决的问题。一种生产抗生素的特殊方法或可对此有所助益。
用来寻找teixobactin的iChip
研究人员在周三的《自然》(Nature)杂志上报道，这种从生活在泥土里的细菌中提取药物的方法生产出了一种新的强力抗生素。在小鼠试验中，这种新药——teixobactin可以轻松治愈严重感染，且没有出现副作用。
更妙的是，研究人员称，这种药物具有独特的作用机理，使其几乎不会引起细菌耐药性。而且，这种生产药物的方法或许还能成为一把钥匙，打开蕴藏着可抵抗感染和癌症的天然化合物大宝藏——要知道，在此之前，由于能产生这些化合物的微生物不能在实验室中生长，科学家们对它们一直只能望而兴叹。
Teixobactin尚未接受过人体试验，因此它的安全性和有效性尚属未知。该文章的责任作者，美国东北大学抗微生物药物发现中心（Antimicrobial Discovery Center at Northeastern University，位于波士顿）主任基姆·刘易斯(Kim Lewis)称，要展开人体研究大概还需要两年左右。他还在上周二的电话新闻发布会上说，这些研究将花费数年时间，所以即使该药物通过了所有必需的测试，也还需要五六年的时间才能面世。如果能通过审批，他说，该药物很可能采用注射给药，而非口服。
几位未参与该研究的专家表示，这种用于分离药物的技术具有巨大的潜力。他们还说，teixobactin看起来前途无量，但因为毕竟它尚未经过人体试验，他们也都表现出了谨慎的态度。
范德堡大学(Vanderbilt University)的传染病专家威廉·沙夫纳(William Schaffner)博士称这项研究“新颖独特”，并表示“我们迫切需要一些有关抗生素的好消息”。
至于teixobactin，他认为：“它尚且处于实验室和小鼠试验水平，而小鼠距离人类还有很远的距离，许多化合物都没能成功跨越这一大步。”他又补充道：“毒性往往是药物的‘阿喀琉斯之踵’（译注：指致命弱点）。”
斯坦福大学(Stanford)的医科教授大卫·A·瑞尔曼(David A. Relman)博士在一封电子邮件中写道：“该研究揭示，微生物界可生产出丰富多样的、我们尚未认识、且具有生物活性的强效化合物——其中的一些可能具有实际临床价值。”
据美国疾病控制和预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)的数据显示，在美国，每年至少有200万人感染耐药菌，其中23000人因此死亡。世界卫生组织(World Health Organization)警告说，去年，此类感染在世界各地都有发生，许多疾病的耐药菌株正在以比能克制它们的新抗生素更快的速度不断出现。众多制药公司纷纷放弃研制新的抗生素，将研发重点转向了更有利可图的其他类型的药物，使得这一问题进一步地复杂化了。
这项新研究建立在一个前提之上，即：地球上的一切——植物、土壤、人、动物——都充斥着在激烈的竞争中求生存的微生物。为了牢牢抑制住自己的竞争对手，微生物们分泌出了生物武器：抗生素。
沙夫纳博士指出：“按照细菌那种繁殖方式，要是没有一种自然机制来限制它们的增长，早在亿万年前它们就会覆盖整个地球，把我们全都吃干抹净了。”
数十年来，科学家们和制药公司都在利用微生物这座天然兵工厂（这些微生物通常是从土壤样本中发掘筛选而来），并发现了青霉素、链霉素、四环素等多种拯救了无数生命的抗生素，以及一些可用于治疗癌症的强力化疗药物。然而，致病微生物开始对多种现有药物产生耐药性，要寻找替代性药物，却存在一个重大障碍，刘易斯博士解释道：自然环境中约99%的微生物物种都无法在普通的实验室条件下生长。
刘易斯博士和他的同事们发现了一种可以培养这些微生物的方法。具体程序包括稀释土壤样本（生产出teixobactin的土壤样本来自“缅因州的一片草地”），并将其放在专门的设备上。然后，就是成功的秘诀：将该设备放进满满一盒与样本来源相同的土壤当中。
“从本质上讲，我们是在糊弄那些细菌，”刘易斯博士说，让它们以为自己回到了家乡的泥土中，于是就可以自然而然地分裂，生长成菌落。一旦形成菌落，代表这些细菌已经被“驯化”了，这时研究人员就可以将它们采集起来，开始在实验室的培养皿中培养。
这项研究由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)和德国政府（一部分共同作者在波恩大学[University of Bonn]工作）资助。东北大学对这种生产药物的方法持有专利并将其授权给了一家私营公司NovoBiotic Pharmaceuticals（位于马萨诸塞州剑桥市），该公司对使用该方法生产的任何化合物持所有权。刘易斯博士是该公司的有酬顾问。
Teixobactin是研究人员从10000株细菌菌株中筛选分离出来的最有前途的候选药物。在试管中，它可以杀死多种类型的葡萄球菌和链球菌，以及炭疽和结核病的病原体。在小鼠身上测试时，它可以清除链球菌感染和葡萄球菌，其中也包括耐药菌株。它可以作用于一类被称为“革兰氏阳性”的细菌，但对“革兰氏阴性”细菌（如耐药性肺炎、淋病、膀胱和血液感染的某些主要致病菌）无效。刘易斯博士表示，研究人员正试图对该药物进行改良，希望它也可以用来治疗革兰氏阴性菌感染。
刘易斯博士说，他们还识别出了二十五种其他的候选药物，但它们大多存在毒性或不溶性之类的缺点，但他也补充说，其中一种虽然有毒，但可能具有抗击癌症的效果，他们将对其进行进一步的测试。
Teixobactin与大多数抗生素的机理不同，它是通过阻断脂肪分子，从而阻碍细菌细胞壁的合成来发挥作用的。研究人员表示，脂肪分子不容易发生变异，因此不容易令微生物产生耐药性。刘易斯博士预言，假若确实会出现耐药性，也将需要很长很长的时间。
瑞尔曼博士认为上述关于耐药性的论述具有合理性。但他也警告说，有时候，“耐药性会以出人意料的机制产生”，在药物推广的过程中仔细监测是发现它们的唯一方式。
刘易斯博士表示，他希望这项研究能指引出一条寻找新型抗生素的新路。迄今为止科学家们一直假设耐药性的产生不可避免，唯一的解决办法就是争分夺秒地开发新的抗生素，期望可以跟上菌株演化的速度。
“这项研究向我们提供了另一种策略，”他说，“开发不会引起耐药性的化合物。”
原始出处:
Ling LL1, Schneider T2, Peoples AJ1, Spoering AL1, Engels I2, Conlon BP3, Mueller A2, Schäberle TF4, Hughes DE1, Epstein S5, Jones M6, Lazarides L6, Steadman VA6, Cohen DR1, Felix CR1, Fetterman KA1, Millett WP1, Nitti AG1, Zullo AM1, Chen C3, Lewis K3.A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance.Nature. 2015 Jan 22;517(7535):455-9. doi: 10.1038/nature14098. Epub 2015 Jan 7.
Wright G1.Antibiotics: An irresistible newcomer.Nature. 2015 Jan 22;517(7535):442-4. doi: 10.1038/nature14193. Epub 2015 Jan 7.
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