新型抗生素的開發距離我們到底有多遠？

1928年，英國醫生亞歷山大-弗萊明(Alexander Fleming)發現了盤尼西林（青黴素），徹底改變了細菌感染的治療方法，而自那時起科學家們就開始不斷尋找新型抗生素來解決人類面臨的各種感染以及抗生素耐藥性的上升問題，然而新型抗生素的研發十分困難，過去40年里只有兩類新型抗生素上市；儘管如此，科學家們依然投入了大量人力和財力在開發新型抗生素的道路上繼續前行，本文中小編就盤點了多項有望幫助科學家開發出新型抗生素的重磅級研究，分享給各位！

【1】鼻腔中發現新型抗生素 更多新型抗生素的發現之路還遠嗎？

新聞閱讀：A solution to antibiotic resistance may have been under our noses all along

研究者們在人類鼻腔中發現了一種細菌能夠產生名為「路鄧素(Lugdunin)」的抗生素，這種新型抗生素能夠抑制常見的人類病原體—金黃色葡萄球菌，而這項研究發現也為後期研究者們尋找更加有用的新型抗生素來治療機體細菌感染奠定了基礎。

路鄧素（lugdunin）是路鄧葡萄球菌（Staphylococcus lugdunensis，S.lugdunensis）分泌出的一種多肽抗生素，來自德國蒂賓根大學的科學家利用這種藥物對抗老鼠體內的抗甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)，這就意味著研究者手上有了一種強大的新型治療方法。

此外，科學家們還發現人類鼻子中有少量MRSA菌株和路鄧葡萄球菌聚集在一起，說明後者可以幫助對抗前者。這一研究激動人心的一點在於我們的抗菌素耐藥性問題變得越來越嚴重。我們在對抗細菌的時候，它們也在進化以便抵抗我們的反抗，自20世紀80年代起我們就再也沒有發現新的抗生素。研究者Peschel表示：「Lugdunin只是第一個例子。也許它只是冰山一角罷了。」換句話說，雖然目前有可能有更多細菌在對抗傳統抗生素，但我們的鼻子裡面還能發現更多與Lugdunin並肩作戰的東西。

專家們警告稱MRSA最終會戰勝Lugdunin，畢竟它們已經在人體內戰鬥了很長時間。因此我們需要爭分奪秒，搶在超級細菌之前贏得戰鬥。

【2】Nature子刊：解析關鍵細菌蛋白或有望開發出新型抗生

doi：10.1038/nsmb.3346

細菌細胞往往有著保護性的外層結構—細胞壁，而動物細胞則沒有，組裝這種堅硬的護甲往往需要多個步驟，但有些細菌的「盔甲」往往能夠被抗生素靶向作用，比如青黴素和萬古黴素等。日前，發表在國際雜誌Nature Structural & Molecular Biology上的一項研究報告中，來自杜克大學的研究人員通過研究發現了一種名為MurJ的蛋白，這種蛋白對於細菌細胞壁的形成非常重要，而且還能保護細菌免於外界攻擊。

從事抗生素開發的研究人員目前急需要深入理解細菌細胞壁的組裝機制來開發出新型抗生素抵禦當前抗生素耐藥性的流行，僅在美國每年就有將近1.2萬人會因抗生素耐藥性MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）的感染而死亡。研究者Seok-Yong Lee表示，截止到目前為止，研究者並不清楚蛋白MurJ在細菌細胞壁合成過程中扮演的關鍵作用，因為當前的技術很難對付這種特殊蛋白進行研究，本文研究為我們深入理解廣譜抗生素的開發提供了新的見解，幾乎每種類型的細菌都需要這種蛋白來維持活性。

【3】Med Chem Commun：科學家有望開發出治療人類淋病的新型抗生

doi：10.1039/C6MD00603E

近日，來自約克大學的研究人員利用一氧化碳釋放分子的治療效應開發出了一種新型抗生素，該抗生素或有望用來治療性傳播感染的淋病，相關研究刊登於國際雜誌Med. Chem. Commun上。

淋病是由淋病奈瑟氏菌引發的一種性傳播疾病，近些年來淋病奈瑟氏菌已經演變成了一種高度耐藥性的細菌，而且在英國北部和日本也有類似耐藥性菌株感染病例的報道。淋病在英國已經成為了第二大常見的性傳播感染性疾病，如今研究者對該病的治療越來越棘手。

2014年英國報道大約有3.5萬名淋病患者，而且很多患者都是25歲以下的男性和女性，本文研究中研究人員利用一氧化碳釋放分子（CO-RMs）來靶向作用淋病奈瑟氏菌的「發動機艙」

，一氧化碳是機體中產生的一種氣體，越來越多的研究證據表明，一氧化碳能夠增強抗生素治療細菌性感染的效力。研究者們發現，相比其它病原體而言，淋病奈瑟氏菌對於基於一氧化碳的毒性非常敏感，這就提示或許能夠利用一氧化碳釋放分子來作為開發抗菌療法的潛在候選分子。

【4】Anal Chem：科學家有望開發出針對不同患者的個體化抗生素療法

doi：10.1021/acs.analchem.6b02294

日前，一項刊登在國際雜誌Analytical Chemistry上的研究報告中，來自弗萊堡大學的研究人員通過研究開發了一種新型系統，該系統或許能夠同時對人類血液或其它體液中多種不同的抗生素進行檢測。

這種新型的生物感測器系統未來或許能夠用作醫療診斷中，尤其是醫生在臨床實踐中的快速檢測等，文章中研究者重點對人類血液中的四環素和鏈霉殺陽菌素進行了研究，Can Dincer博士指出，整個分析過程僅需10分鐘，基於本文研究結果，目前我們正在開發一種新型方法來確定人類機體分解抗生素的速度，從而就能夠在臨床上幫助確定每位患者所使用的抗生素的劑量，當然本文中研究者開發的新型系統或為後期個體化抗生素療法的開發提供了新的思路。

人類和獸醫用藥中抗生素的頻繁使用會誘發病原菌產生耐藥性，而多重耐藥性細菌是近年來威脅人類的致死性感染髮生的主要原因，而且這些耐葯菌所引發的感染往往難以治療。本文中研究者所開發的生物感測器系統非常重要，其或許可以針對每一位患者的病情來進行定製化的抗生素療法，從而就能夠有效降低耐藥性細菌的出現。

【5】Structure：關鍵蛋白或助力新型抗生素開發之路

doi：10.1016/j.str.2016.07.012

近日，一項刊登在國際雜誌Structure上的研究報告中，來自俄勒岡州立大學的研究人員通過研究首次對過氧化物氧化還原酶（peroxiredoxin，一種抗氧化蛋白）進行了原子水平的成像以及詳細解析，研究者指出，解析該蛋白質的特性或有望開發出新一代抗生素。

文章中，研究者利用X射線晶體學技術研究了過氧化物氧化還原酶的本質特性和行為，機體中所有的細胞都需要過氧化物氧化還原酶來幫助消除過氧化氫，在正常細胞中該過程是非常健康且有價值的，但細菌細胞內部的過氧化物氧化還原酶則會為細菌提供保護作用，免於被機體免疫細胞所消滅，從而也會增加細菌的毒力，從而促進細菌引發機體感染。

【6】Nature：鼻子里發現的新型抗生素可有效殺傷「超級細菌」

doi：10.1038/nature18634

科學家們最近發現了一種能夠有效殺傷「超級細菌」的關鍵武器，而這一種「武器」就藏在寄生於人們鼻腔中的細菌中。

研究者們通過對90名參與者的鼻腔細菌樣本進行了系統的分析，發現了一類叫做「路鄧葡萄球菌」細菌。之後，他們從這類細菌中提純了一種叫做「路鄧素」的物質，這是一類完全新型的抗生素。

這群來自德國蒂賓根大學的研究者們利用該種抗生素去殺傷「MRSA」（一種已知的寄生於小鼠體內的超級細菌），發現了它強大的殺傷能力。這說明這種抗生素能夠有效應用於臨床治療，儘管再此之前需要較長時間的優化。

「正常情況下抗生素是由土壤中的細菌或真菌分泌的」，研究者之一，微生物學家Andreas Peschel說道：「這一新發現則證明人體內的共生菌群也有分泌抗生素的能力」。

【7】Nature：突破性新方法合成出上百種新的大環內酯類抗生

doi：10.1038/nature17967

在一項新的研究中，來自美國哈佛大學的一個研究團隊發現一種合成新型大環內酯類抗生素---一類被用來抵抗細菌感染的藥物---的方法。在這項研究中，研究人員描述了他們的方法以及他們為何認為它可能能夠保持領先於細菌耐藥性產生。相關研究結果於2016年5月18日在線發表在Nature期刊上，論文標題為「A platform for the discovery of new macrolide antibiotics」。針對這項研究，來自美國斯克里普斯研究所的Ming Yan和Phil Baran發表在同期Nature期刊上發表一篇標題為「Drug discovery： Fighting evolution with chemical synthesis」的新聞與評論類型的文章，在這篇文章中，他們認為這項新技術可能有助醫學研究人員趕得上細菌進化的步伐。

多年來，用於治療各種細菌感染的首選藥物一直是大環內酯類藥物，它們是通過改變一種天然形式的紅霉素而產生的---但是最近幾年，細菌已對這些藥物的很多種產生耐藥性。因為 發現改變紅霉素的新方法存在困難，這也就意味著研發成本一直在上升，所以新的大環內酯類藥物較慢地來臨。這種情形導致衛生團體陷入近似恐慌的狀態，這是因為它意味著如果不能很快地作出改變的話，用來抵抗很多感染的「武器庫」將大大減少。

【8】科學家從人體細菌基因組中發現兩種新型抗生

研究人員發現殺死抗藥性金黃色葡萄球菌的新抗生素Humimycin A和Humimycin B

研究人員從公共基因資料庫中找到存在人體內的細菌基因組，然後使用專門的計算機軟體掃描數百個特定編譯合成非核糖體肽分子的基因簇，這些非核糖體肽是形成許多抗生素的基礎。最後他們使用軟體來預測基因簇產生的分子化學結構。通過使用計算方法來選出微生物基因組中產生抗生素化合物的基因，然後跳過細菌培養過程直接合成這些化合物本身，用此類方法，他們已經成功找到兩種新型抗生素。

【9】Nature：巨型酶類的3D圖像或可幫助改善新型抗生素的開發

doi：10.1038/nature16503

獲得巨型酶（megaenzymes）清晰的圖像並不容易，但卻非常有價值，這些蛋白在開發新型抗生素上扮演著重要的角色，近日一項刊登在國際雜誌Nature上的研究論文中，來自麥基爾大學的研究人員通過研究獲得了來自藥物合成酶部分結構的一系列3D圖像，研究者認為，這些圖像的產生不僅可以幫其理解抗生素的製造過程，而且還在未來研究中可以幫助開發新一代的高效抗生素。

研究者Martin Schmeing教授表示，這是我們迄今為止看到過的一幅最完整的圖像，儘管巨型酶類是人類中第二大蛋白，但其依然是可以移動的小分子，而且我們很難揭示這些酶類的工作機制；研究者所研究的酶對於開發新型抗生素非常關鍵，其被稱之為非核糖體的肽類合成酶（NRPSs），而且其可以在細胞內部扮演催化劑的角色，從而賦予其殺滅所有細菌的能力。

【10】與超級細菌賽跑：尋找新型抗生

近日，由澳大利亞昆士蘭大學分子生物研究所領導的開放式抗菌藥物發現組織（CO-ADD），發起了「全球搜尋新抗生素」項目，邀請全球化學家提交自己的化合物，進行抗菌活性篩查。

CO-ADD發言人馬克·布萊斯科維奇稱，未來具有高耐藥性的細菌很可能會迅速傳播。這也是該組織發起這一項目的原因所在，希望在「超級細菌」來襲前尋找到下一代抗生素。

徘徊在抗生素災難邊緣

細菌產生耐藥性，是當前全球亟待解決的一大難題。

CO-ADD負責人馬修·庫珀表示：「我們正回到前抗生素時代，那時甚至連簡單的感染都會導致死亡。」多重耐藥性細菌已使得醫生在面對某些細菌時無葯可用。

如今廣泛使用的抗生素藥物最初在臨床中應用效果良好，但在幾年後，細菌便產生耐藥性。過去的幾十年里，科學家一直在研發新的抗生素，與耐葯細菌賽跑。

為解決細菌耐藥性問題，很多國家都在鼓勵醫生慎用抗生素。中國抗生素的使用一度飽受詬病，但一直從事抗生素研究的上海盟科醫藥技術有限公司創始人袁征宇認為，中國境內細菌產生的耐藥性與歐美等國家和地區的區別並不大。（生物谷Bioon.com）