从土壤细菌中发现能杀死超级细菌的新型强效抗生素

研究人员通过对土壤细菌天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）天然合成知名药物的过程进行研究，发现了一种强效抗生素，或有助于对抗耐药性感染。相关实验成果发表在周一的《美国化学会志》上。该团队研究了天蓝色链霉菌合成1965年首次发现的抗生素亚甲基霉素A的多步途径，发现了一种名为前亚甲基霉素C内酯的中间化合物，其抗菌活性是终产物的100倍，小剂量即可杀死导致难治性感染的菌株。
英国华威大学化学生物学家、研究合著者格雷戈里·查利斯表示，这一发现令人“意外”。他说：“人类通常认为进化会优化终产物，因此会预期终产物是最佳抗生素，中间产物效力较弱。但这一发现是‘盲目钟表匠’式进化的绝佳分子层面例证。”
antimicrobial resistance（ antimicrobial resistance）是日益严重的威胁，预计未来25年将导致全球3.9亿人死亡。研究人员称，这种强效抗菌化合物的发现可能催生应对耐药性的新药。加拿大麦克马斯特大学生物化学家杰拉德·赖特认为，这项研究凸显了“从‘旧’途径中识别新生物活性化学骨架的潜力”。
这一发现源于偶然。2006年，查利斯团队开始研究天蓝色链霉菌合成亚甲基霉素A的分子途径，他们基于2002年该细菌基因组测序的早期成果，逐一删除各步骤中编码酶的基因。到2010年，团队已绘制出该细菌合成亚甲基霉素A的机制，并识别出多个中间分子，但当时因不知如何处理而暂时搁置。
大约2017年，查利斯实验室的一名博士生测试了这些中间分子的抗菌活性，发现包括前亚甲基霉素C内酯在内的两种分子，在针对七种革兰氏阳性菌菌株（如感染皮肤、血液和内脏的金黄色葡萄球菌，以及可引发致命血流和尿路感染的屎肠球菌）时，效果远比亚甲基霉素A好。
杀死耐药性金黄色葡萄球菌菌株所需的前亚甲基霉素C内酯最低浓度仅为1微克/毫升，而亚甲基霉素A需256微克/毫升。该化合物的杀菌剂量也远低于治疗屎肠球菌感染的“最后一道防线”抗生素万古霉素。