“超級細菌”克星,其實就潛伏在你身上

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對抗“超級金葡”的武器。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)負相關的關系——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)狀結構。

路鄧菌素的化學結構

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。利用這一性質追蹤能夠抑制病原的微生物，再去尋找產生效力的化合物，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鍵。然而不得不強調的是，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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