科學家從人體細菌基因組中 發現兩種新型抗生素

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

目前使用的大多數抗生素其實是細菌產生的天然分子。由於細菌耐藥性的不斷增強，醫學方面迫切需要研發新的的抗生素。 然而，誘導細菌產生新的抗生素是一件棘手的事。 大多數細菌不會在實驗室中生長， 就算實驗室中培養出了這些細菌，大多數的產生抗生素的基因很少表達。

近日，洛克菲勒大學（Rockefeller University）的研究人員找到了解決問題的新方法。

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。

發掘huminmycin之旅

從軟體最初確定的57個潛在有用的基因簇中，研究人員進一步篩選出了30個基因簇。布蘭迪和他的同事們然後使用一種固相肽合成的方法製造出了25種不同的化合物。

通過測試這些化合物對人類病原體的反應，研究人員成功篩選出了兩種抗生素，他們將其命名為Humimycin A和Humimycin B。兩者都發現於一種稱為紅球菌屬細菌中，這是傳統細菌培養中從未發現的新抗生素。

葡萄球菌和鏈球菌是兩大危害人體的細菌，近年來它們對各種抗生素逐漸表現出抗性。實驗表明，humimycins通過抑制細菌細胞壁合成酶 來切斷細胞壁合成途徑，細菌當即死亡。因而humimycins對這兩類細菌十分有效。

Humimycins的作用還不止如此。β-內醯胺是一類廣泛應用的處方抗生素，其效果常常隨著細菌出現抗藥性而消失。然而科學家們發現，其中一種humimycins可以用來重新敏化細菌，消除細菌對β-內醯胺的抗藥性。

神奇的協同作用

在實驗中，他們將具有β-內醯胺抗性的葡萄球菌暴露於與β-內醯胺抗生素和humimycin A的混合物中，發現細菌立刻死亡。即使Humimycin A含量很少時，相同結果仍然出現。因此布蘭迪猜測兩種抗生素都對中斷細菌生命活動起到了作用。

為了進一步驗證推論，布蘭迪和他的同事們用具有β-內醯胺抗性的金黃色葡萄球菌感染小鼠。他們發現用含有humimycin A和β-內醯胺抗生素的混合物處理的小鼠的效果遠遠優於僅用任何其中一種藥物的小鼠。這給人們治療抗藥性金黃色葡萄球菌提供了一條新思路。

布蘭迪希望這一發現能夠激發更多科研團隊挖掘細菌基因組，找到更多的新型抗生素。除此之外，布蘭迪建議大家的眼光可以不用局限在人體微生物的基因組，微生物的基因組是一片巨大的寶藏，等待著人類去開採。

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