Nature:利用人體來“煉丹”
日期:2016-07-29 09:16:45
近年來,抗生素濫用現象使耐藥菌日漸增多,這已經成為了一個全球性的公共健康問題。如今任何新抗生素都是受歡迎的,因為有效的抗生素越來越少了。本周Nature雜志發表的一項研究顯示,人類鼻子里的共生菌能夠生產天然抗生素,殺死令人頭疼的致命耐藥菌。
Tübingen大學的研究人員相信,研究人體內的微生物戰爭將為我們帶來大量的新藥。“初步證據表明,我們的鼻子就是一個豐富的資源,”這項研究的領導者Andreas Peschel表示。
據統計,差不多三分之一的人鼻子里攜帶著金黃色葡萄球菌(S. aureus)。絕大多數情況下S. aureus是無害的,但有時它們也會引起嚴重甚至致命的疾病。舉例來說,S. aureus進入傷口可能導致膿毒癥。耐藥而且危險的MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)在臨床治療中是非常棘手的問題。
為什么有些人鼻子里有S. aureus,另一些人卻沒有呢?Peschel及其同事對此進行了深入研究。他們發現,對于細菌來說鼻子并不是一個友好的環境。“我要是細菌就絕不會去那里,”Peschel說。“那里沒什么東西,只有鹽水和一點點營養物質。”
研究人員推測,這樣嚴酷的條件會造成激烈的資源競爭。于是他們測試了其他葡萄球菌對S. aureus的影響。研究顯示,葡萄球菌S. lugdunensis很善于抑制S. aureus的生長。研究人員在實驗室中成功合成了S. lugdunensis的抗生素——lugdunin。他們證實,lugdunin能在培養皿中抑制S. aureus生長,減少甚至清除小鼠感染的S. aureus。這種抗生素還能有效對抗耐藥性菌MRSA。
雖然現在還不清楚lugdunin的作用機制,但S. aureus似乎不會對其產生抗性。研究人員指出,用低水平lugdunin處理三十多天并沒有引起S. aureus的耐藥性。隨后,研究人員分析了187名住院患者的鼻腔菌群。其中六十人攜帶S. aureus,十七人攜帶S. lugdunensis,只有一人同時擁有這兩種細菌。這說明S. lugdunensis是S. aureus的勁敵。
利用人體內的微生物戰爭可以制造對抗耐藥菌的新武器,這讓許多研究者感到振奮。但使用這樣的武器也可能帶來意料之外的結果,歐洲分子生物學實驗室的計算生物學家Peer Bork提醒道。微生物組是一個進化了數百萬年的微妙平衡,“這不是單純的好細菌/壞細菌問題,一不小心就可能破壞長期形成的菌群關系。”
但Peschel并不這樣認為。“S. aureus是人類鼻子里最重要的致病菌,”他說,lugdunin清除它應該不會有什么副作用。除了直接使用這種抗生素,我們還可以通過益生菌療法幫助患者抵御S. aureus。S. lugdunensis與心臟、關節、皮膚和眼部感染有關,使用起來可能比較危險。“應該還有其他細菌可供選擇,”Peschel說。
2014年加州大學舊金山分校的科學家們在Cell雜志上發表文章指出,我們體內生活的細菌可以生產大量的藥用分子,為新藥開發提供了異常豐富的資源。目前臨床上三分之一的藥物來自于微生物和植物,包括青霉素等抗生素、化療藥物和降膽固醇的藥物。人們不斷在土壤和海洋微生物中挖掘新藥,卻從未意識到我們自己就是一個“煉丹爐”。
加州大學的科學家們開發了一種含有亞麻酸(植物油成分)的治療性納米顆粒,LipoLLA。研究顯示,LipoLLA治療小鼠的幽門螺桿菌感染時,比標準抗生素療法更加安全有效。幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)是革蘭氏陰性、微需氧的細菌,生存于胃部及十二指腸的各區域內。這種細菌感染會引起胃炎、胃潰瘍甚至胃癌。由于越來越多的幽門螺桿菌發展出了抗生素抗性,現在人們亟需一種新的抗菌策略。
去年,軍事醫學科學院解放軍疾病預防控制所的宋宏彬(Hongbin Song)等人在本期Science雜志上發表文章,介紹了我國抗生素使用的現狀以及抗生物濫用所產生的影響,為人們提前敲響了警鐘。雖然目前這一危機還處于早期階段,但亟需人們采取有效措施加以控制。控制抗生素污染的源頭很重要,比如說可以禁止畜牧業中的非治療性抗生素使用,以及任意排放含有抗生素的污水。
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