科學家以昆蟲為生的細菌可以提供新的抗生素

今天使用的許多抗生素來自生活在土壤中的細菌。現在，最近的研究表明，依靠昆蟲生存的細菌比土壤中的細菌更能有效地對抗常見的抗藥性超級細菌。

威斯康星大學麥迪遜分校的科學家們對抗生素以昆蟲為生的微生物的活動。

這項新研究的一個亮點是在新的研究中發現了一種新的抗生素。[醫]放線菌(Cyphomyrmex)螞蟻，這是一種巴西種，養殖真菌。研究人員將這種化合物命名為cyphomycin。

實驗室測試表明，Cyphomycin可以對抗真菌，這些真菌已經戰勝了大多數其他抗生素。這種化合物還能治療小鼠的真菌感染，而不會產生毒副作用。

最近自然通訊 紙根據這些發現，研究小組解釋說，缺乏新的抗生素是導致全球抗生素耐葯感染威脅不斷增加的原因之一。

作者指出：「通過我們的系統評估，我們發現昆蟲微生物群落是一種很有前途的新型天然產物。」

抗生素耐藥性的威脅日益增加

當感染細菌、真菌和其他病原體不再屈服於用來殺死它們的藥物時，抗生素耐藥性就會產生。相反，它們繼續增長。

由抗藥性病原體引起的感染通常需要更長的住院時間和更多的醫生隨訪。此外，治療往往有更高的成本和更多的毒副作用。

2018年，世界衛生組織(世衛組織)發布了監視數據這證實了抗生素耐藥性對全球構成的嚴重威脅。

數據顯示，在世界各地，一些最常見的感染正在成為耐葯。

在美國，疾病控制和預防中心(Cdc)估計抗藥性細菌會感染。至少200萬人每年造成23，000人死亡。

全球抗生素抗藥性危機的一個關鍵問題是，新藥物的種類和數量不足以克服這一威脅。

世衛組織在一2017年報告。該全球機構稱，臨床開發中的51種抗生素中，大部分都是「對現有類抗生素的修改」，只會提供短期的解決方案。

昆蟲中的細菌和土壤中的細菌一樣多

今天使用的大多數抗生素來自鏈黴菌細菌，一個大的屬，大約4億年前開始進化。

在這段時間裡，鏈黴菌物種已經進化並適應不同的生境，如土壤和昆蟲。細菌產生的化合物中的化學物質反映了它們不同的譜系。

遺傳學研究表明只有一個菌株的鏈黴菌可能會產生數十種類似於已經作為抗生素使用的化合物。此外，細菌還含有大量的「相關生物合成基因集」。

由於這些原因，科學家們正在加緊研究。鏈黴菌細菌的期望是他們會發現新的藥物來對抗抗生素的抗藥性。

然而，這項新研究的作者指出，在土壤中尋找新的抗生素。鏈黴菌「在很大程度上重新發現已知的化合物。」他們還指出，沒有任何研究系統地搜索過微生物群落。所以，他們選擇專註於鏈黴菌昆蟲。

他們收集了2500多種昆蟲，從螞蟻、蜜蜂、蒼蠅到甲蟲、蛾、蝴蝶等等。大約三分之一來自溫帶地區，另三分之一來自熱帶地區，其餘來自寒冷地區，如北極。

研究人員注意到，與「普遍的假設」相反，鏈黴菌物種最豐富的土壤，他們的發現表明細菌同樣豐富的昆蟲。

來自昆蟲的細菌更強大

這些昆蟲產生了一萬多株細菌進行測試。研究人員還檢查了來自土壤和植物的7000株菌株。

隨後進行了一組非常強大、密集的測試，總共涉及5萬多個試驗。

這個團隊測試了每一種鏈黴菌能夠阻止24種不同種類的細菌的生長，包括一些可能造成嚴重危害的細菌，如耐甲氧西林的超級細菌。金黃色葡萄球菌 (MRSA).

結果表明：鏈黴菌來自昆蟲的菌株比來自土壤或植物的菌株更能對抗傳染性細菌和真菌。

該小組還在老鼠身上測試了一些更有希望的菌株。這些菌株在殺死細菌和真菌感染方面非常有效，只有少數菌株有毒副作用。

在這項研究的另一部分中，研究人員將重點放在細胞黴素上，這是他們在其中發現的一種抗真菌化合物。鏈黴菌巴西人身上的細菌[醫]放線菌(Cyphomyrmex)真菌生長的螞蟻。

分析了cyphomycin的化學結構，並對其進行了純化，結果表明其具有良好的抗腫瘤作用。白色念珠菌在老鼠身上。C.白念珠菌是一種真菌，通常會感染免疫系統減弱的人。這種化合物在小鼠身上似乎也沒有什麼毒副作用。

讓昆蟲「找礦」

小組並不驚訝地發現昆蟲可以成為新抗生素的豐富來源。昆蟲的生存取決於與微生物的協同進化，這些微生物有助於對抗也在進化的病原體。

研究人員還指出，由於細菌與昆蟲共同進化，它們可以提供兩個優勢。首先，它們不太可能具有毒性，其次，它們可以有效地對抗抗藥性病原體。

「昆蟲正在為我們進行勘探，」該研究的資深作者、細菌學教授卡梅隆·R·庫里(Cameron R.Currie)說。

他和他的同事得出結論：

「與昆蟲有關的承諾鏈黴菌作為一種新的抗菌藥物來源，有可能重振停滯不前的抗菌和抗真菌發現管道。「

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