傳說中,北京有三寶:霧霾、柳絮、沙塵暴。剛來北京的奇點糕,還真是結結實實體驗了一把這三寶,最近就嗓子不舒服了……在此向長期經(jīng)受這種考驗的帝都人民致敬。而在細菌里面,也有一種像霧霾一樣頑固,又讓人痛恨不已的小家伙——耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。
如果MRSA這個名字各位看官還覺得有些陌生,那“超級細菌”的名號想必都有所耳聞。為了對抗超級細菌,科學家們也是絞盡腦汁。這不,近期的《自然》上就刊登了來自布朗大學研究團隊的最新成果:利用高通量技術,科學家們從8.2萬種合成物中篩選出了兩種類維生素A分子CD437和CD1530,它們可以快速殺滅讓眾多抗生素束手無策的MRSA[1]!
這年頭講究干貨才有說服力,那MRSA的殺傷力有多大呢?有研究顯示:感染MRSA的患者,死亡風險要比一般的金黃色葡萄球菌感染還高64%[2]!MRSA現(xiàn)在已經(jīng)廣泛蔓延到全球各地,連世衛(wèi)組織都無奈的表示,全球抗生素即將面臨枯竭[3],這種時候按照劇本就得有超級英雄站出來了啊。
MRSA這些超級細菌導致的感染難以治愈,主要是因為它們當中有一小撮代謝不活躍的耐抗生素持留菌(persister),雖然生長幾近停滯,但天生帶有多重“護甲”,大多數(shù)抗生素拿它們一點兒辦法沒有。這些持留菌是感染頑固存在的根源[4],也是擊敗超級細菌必須跨過的難關。
說到這兒,耐不住性子的讀者估計就要問了,剛剛提到的CD437和CD1530到底是何方神圣呢?查家譜的話,CD437和CD1530都是結構上和維生素A類似的類維生素A分子,而類維生素A被投入痤瘡等疾病的治療也有幾十年的歷史了。
在高通量篩選中脫穎而出的CD437和CD1530,在秀麗隱桿線蟲模型中體現(xiàn)了極好的保護效果,僅用兩個小時就使線蟲體內(nèi)的MRSA濃度降到無法測出的水平,且所有線蟲成功存活。研究團隊使用電子顯微鏡觀察的結果顯示,這兩種類維生素A分子雖然不會導致MRSA等細菌直接裂解,但可以破壞細菌膜的磷脂雙分子層,導致它們扭曲和折疊,從而影響了物質(zhì)進出等關鍵的功能,干掉了超級細菌們。
通過計算機模擬,研究團隊還進一步分析了類維生素A分子和細菌膜相互作用的方式,發(fā)現(xiàn)CD437和CD1530的極性側基能和細菌膜的磷脂雙分子層的親水性“頭部”結合,使得類維生素A分子能固定在細菌的磷脂雙分子層,從而攻克棘手的持留菌,常用的抗生素慶大霉素還可以進一步增強這種殺傷效應。
不過老話說,是藥三分毒,好用的殺菌藥物會不會同時傷及無辜呢?本次研究沒有體現(xiàn)這樣的問題,一方面CD437和CD1530在體內(nèi)的有效抗菌濃度相當?shù)?,很難誘發(fā)細胞毒性,而研究團隊利用CD437人工合成的結構變異體進行的進一步小鼠實驗也顯示。足以殺死MRSA持留菌的濃度,并不會產(chǎn)生肝臟和腎臟等器官毒性。
當然,這項研究也并不意味著人類終于可以將超級細菌斬盡殺絕,因為CD437和CD1530對革蘭氏陰性細菌并不能起到殺傷作用,而大腸桿菌就是這類細菌中的一員,其中也不乏耐受多種抗生素的硬茬子。
本次論文的通訊作者,布朗大學教授EleftheriosMylonakis表示:“我們對結果非常樂觀,但是距離臨床試驗還有幾年的時間[5]。”在新一代抗生素開發(fā)陷入瓶頸,公眾對超級細菌戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢的今天,希望科學家們能狂踩油門飛速突進吧。