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    “超級細菌”克星,其實就潛伏在你身上

    中醫(yī)世家 2023-08-02 08:41:53

    如果有一個“最討厭的微生物排行榜”

    ,金黃色葡萄球菌肯定能名列前茅
    。作為常見的人類病原菌之一
    ,在絕大多數(shù)的疾病中都少不了它在搗鬼
    。從上呼吸道到消化道
    ,甚至連表皮感染它都能摻和一腳
    。更令人頭疼的是
    ,它們之中還存在“超級細菌”——比如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌——這些能耐受多種抗生素的家伙可是能致人死命的

    不過近日

    ,德國圖賓根大學的科學家安德烈·佩修和同事找到了一種能夠?qū)埂俺壗鹌稀钡奈淦?div id="m50uktp" class="box-center"> 。有趣的是,這件致命的武器來自另一種葡萄球菌——路鄧葡萄球菌

    鼻腔里的抗菌利器

    在葡萄球菌家族中

    ,金黃色葡萄球菌也算是個不受待見的角色。金黃色葡萄球菌的存在常常和其他葡萄球菌屬細菌的存在呈現(xiàn)負相關(guān)的關(guān)系——每當金黃色葡萄球菌大量出現(xiàn)的地方
    ,其他的葡萄球菌常常處于劣勢
    ,而在其他的葡萄球菌繁榮的地方,金黃色葡萄球菌的蹤影也往往相對少見
    。研究者發(fā)現(xiàn)
    ,在人類鼻腔中,有金黃色葡萄球菌“落戶”的比例大概占30%左右
    。也就是說
    ,另外還有70%的人的鼻腔里,可能有什么在抵抗金黃色葡萄球菌的繁殖。從這個獨特的區(qū)域入手
    ,研究者希望能找到某些抗菌利器

    在鼻腔中,研究者發(fā)現(xiàn)了一些同屬于葡萄球菌的細菌

    。他們推測
    ,金黃色葡萄球菌生長“吃癟”,很可能是這些葡萄球菌的功勞
    。為了找到這群葡萄球菌中的無名英雄
    ,研究者對分離自人類鼻腔中的90份含有葡萄球菌的樣本進行了檢測,最后
    ,研究人員將重點鎖定在路鄧葡萄球菌身上

    路鄧葡萄球菌

    盡管都是葡萄球菌,但相對于作惡多端的金黃色葡萄球菌

    ,路鄧葡萄球菌可友善得多
    。作為人類體表常見的共生菌,路鄧葡萄球菌主要生活在人們的鼻腔處
    。相比于沒有它們進駐的鼻腔
    ,有路鄧葡萄球菌生存的鼻腔中出現(xiàn)金黃色葡萄球菌的情形要少得多。研究人員隨即開始尋找路鄧葡萄球菌基因組中可能與抑菌活性有關(guān)的基因
    ,最終找到了lugD——他們發(fā)現(xiàn)
    ,當這一基因被突變后,它們不再能抑制金黃色葡萄球菌的生長
    。研究人員很感興趣
    ,這個lugD到底編碼了些啥?

    路鄧葡萄球菌IVK28型的抑菌活性

    。野生型路鄧葡萄球菌(左)對金黃色葡萄球菌具有明顯的抑菌活性
    ;當lugD基因突變后(中),抑菌活性喪失
    ;人工填補完整lugD基因(右)后
    ,路鄧葡萄球菌的抑菌能力得到恢復。

    在隨后的研究中

    ,他們發(fā)現(xiàn)lugD還不是路鄧葡萄球菌抑菌能力的全貌
    。實際上,它們裝備了一個基因簇——lugA
    、lugB、lugC
    、lugD四個基因組成了一條流水線
    ,協(xié)同生產(chǎn)一種被研究人員稱為“路鄧菌素”的蛋白。這個蛋白由六個氨基酸組成,它們手拉手連接成一個環(huán)狀結(jié)構(gòu)

    路鄧菌素的化學結(jié)構(gòu)

    令人驚醒的是

    ,路鄧菌素具有很強大且范圍很廣的抗菌活性。每毫升僅有1.5μg路鄧菌素
    ,就能抑制金黃色葡萄球菌的生長
    ,連MRSA也免不了成為這一抗菌素的“刀下亡魂”。此外
    ,路鄧菌素對其他許多革蘭氏陽性菌也具有殺傷力
    ,在合適的濃度下,連抗萬古霉素腸球菌(VRE)這類臭名遠揚的超級細菌都能干掉

    在共生菌中尋找抗菌藥物

    為什么路鄧菌素那么強

    ?答案也許是為了生存——要跟多種同類爭奪空間和資源,搶不過就得死——在這樣的選擇壓下
    ,活下來最直接的方法就是干掉對手
    。路鄧菌素實際上就是路鄧葡萄球菌設(shè)法抑制其他細菌生長,在長期演化中形成并被保留下來的“生物武器”
    ,它的打擊對象想要建立起對它的耐受性可能尤其困難

    找到路鄧菌素這樣一個前景光明的藥物分子固然可喜可賀。但更具意義的

    ,是科學家們找到它的方法:在微生物們這么多年的“宮斗”中
    ,總能找到互相“克制”的微生物存在。利用這一性質(zhì)追蹤能夠抑制病原的微生物
    ,再去尋找產(chǎn)生效力的化合物
    ,可能是未來新一代抗生素研發(fā)的新思路。

    依據(jù)需要針對的病原

    ,分離出具有抑制效果的菌群
    ,追蹤具有抑菌能力的菌種,再分離出有效力的化合物
    。佩修的研究顯示
    ,不僅是腸道菌群,我們身體各處(諸如鼻粘膜)的共生菌都可能具有抵抗病原菌的能力

    事實上

    ,許多研究已經(jīng)表明,抗菌肽其實是廣泛存在的
    。為了抑制競爭者的生長
    ,這些人們看不到的小家伙可謂無所不用其極。這些與同類斗爭了多年的微生物們無論在手段和效果上
    ,都顯得比人類聰明多了
    。而那些和我們一起生活了許多年的“老鄰居”
    ,也許有朝一日能成為人們從“超級細菌”手下?lián)尰厝嗣年P(guān)鍵。然而不得不強調(diào)的是
    ,即便像路鄧菌素這樣的新發(fā)現(xiàn)越來越多
    ,濫用抗生素的問題也還是需要妥善解決。

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