新型抗生素的开发距离我们到底有多远？

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新型抗生素的开发距离我们到底有多远？
来源：生物谷 2017-01-19 22:57


1928年，英国医生亚历山大-弗莱明(Alexander Fleming)发现了盘尼西林（青霉素），彻底改变了细菌感染的治疗方法，而自那时起科学家们就开始不断寻找新型抗生素来解决人类面临的各种感染以及抗生素耐药性的上升问题，然而新型抗生素的研发十分困难，过去40年里只有两类新型抗生素上市；尽管如此，科学家们依然投入了大量人力和财力在开发新型抗生素的道路上继续前行，本文中小编就盘点了多项有望帮助科学家开发出新型抗生素的重磅级研究，分享给各位！

【1】鼻腔中发现新型抗生素 更多新型抗生素的发现之路还远吗？

新闻阅读：A solution to antibiotic resistance may have been under our noses all along

研究者们在人类鼻腔中发现了一种细菌能够产生名为“路邓素(Lugdunin)”的抗生素，这种新型抗生素能够抑制常见的人类病原体—金黄色葡萄球菌，而这项研究发现也为后期研究者们寻找更加有用的新型抗生素来治疗机体细菌感染奠定了基础。

路邓素（lugdunin）是路邓葡萄球菌（Staphylococcus lugdunensis，S.lugdunensis）分泌出的一种多肽抗生素，来自德国蒂宾根大学的科学家利用这种药物对抗老鼠体内的抗甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)，这就意味着研究者手上有了一种强大的新型治疗方法。

此外，科学家们还发现人类鼻子中有少量MRSA菌株和路邓葡萄球菌聚集在一起，说明后者可以帮助对抗前者。这一研究激动人心的一点在于我们的抗菌素耐药性问题变得越来越严重。我们在对抗细菌的时候，它们也在进化以便抵抗我们的反抗，自20世纪80年代起我们就再也没有发现新的抗生素。研究者Peschel表示：“Lugdunin只是第一个例子。也许它只是冰山一角罢了。”换句话说，虽然目前有可能有更多细菌在对抗传统抗生素，但我们的鼻子里面还能发现更多与Lugdunin并肩作战的东西。

专家们警告称MRSA最终会战胜Lugdunin，毕竟它们已经在人体内战斗了很长时间。因此我们需要争分夺秒，抢在超级细菌之前赢得战斗。



【2】Nature子刊：解析关键细菌蛋白或有望开发出新型抗生素

doi：10.1038/nsmb.3346

细菌细胞往往有着保护性的外层结构—细胞壁，而动物细胞则没有，组装这种坚硬的护甲往往需要多个步骤，但有些细菌的“盔甲”往往能够被抗生素靶向作用，比如青霉素和万古霉素等。日前，发表在国际杂志Nature Structural & Molecular Biology上的一项研究报告中，来自杜克大学的研究人员通过研究发现了一种名为MurJ的蛋白，这种蛋白对于细菌细胞壁的形成非常重要，而且还能保护细菌免于外界攻击。

从事抗生素开发的研究人员目前急需要深入理解细菌细胞壁的组装机制来开发出新型抗生素抵御当前抗生素耐药性的流行，仅在美国每年就有将近1.2万人会因抗生素耐药性MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）的感染而死亡。研究者Seok-Yong Lee表示，截止到目前为止，研究者并不清楚蛋白MurJ在细菌细胞壁合成过程中扮演的关键作用，因为当前的技术很难对付这种特殊蛋白进行研究，本文研究为我们深入理解广谱抗生素的开发提供了新的见解，几乎每种类型的细菌都需要这种蛋白来维持活性。

【3】Med Chem Commun：科学家有望开发出治疗人类淋病的新型抗生素

doi：10.1039/C6MD00603E

近日，来自约克大学的研究人员利用一氧化碳释放分子的治疗效应开发出了一种新型抗生素，该抗生素或有望用来治疗性传播感染的淋病，相关研究刊登于国际杂志Med. Chem. Commun上。

淋病是由淋病奈瑟氏菌引发的一种性传播疾病，近些年来淋病奈瑟氏菌已经演变成了一种高度耐药性的细菌，而且在英国北部和日本也有类似耐药性菌株感染病例的报道。淋病在英国已经成为了第二大常见的性传播感染性疾病，如今研究者对该病的治疗越来越棘手。

2014年英国报道大约有3.5万名淋病患者，而且很多患者都是25岁以下的男性和女性，本文研究中研究人员利用一氧化碳释放分子（CO-RMs）来靶向作用淋病奈瑟氏菌的“发动机舱”

，一氧化碳是机体中产生的一种气体，越来越多的研究证据表明，一氧化碳能够增强抗生素治疗细菌性感染的效力。研究者们发现，相比其它病原体而言，淋病奈瑟氏菌对于基于一氧化碳的毒性非常敏感，这就提示或许能够利用一氧化碳释放分子来作为开发抗菌疗法的潜在候选分子。

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【4】Anal Chem：科学家有望开发出针对不同患者的个体化抗生素疗法

doi：10.1021/acs.analchem.6b02294

日前，一项刊登在国际杂志Analytical Chemistry上的研究报告中，来自弗莱堡大学的研究人员通过研究开发了一种新型系统，该系统或许能够同时对人类血液或其它体液中多种不同的抗生素进行检测。

这种新型的生物传感器系统未来或许能够用作医疗诊断中，尤其是医生在临床实践中的快速检测等，文章中研究者重点对人类血液中的四环素和链霉杀阳菌素进行了研究，Can Dincer博士指出，整个分析过程仅需10分钟，基于本文研究结果，目前我们正在开发一种新型方法来确定人类机体分解抗生素的速度，从而就能够在临床上帮助确定每位患者所使用的抗生素的剂量，当然本文中研究者开发的新型系统或为后期个体化抗生素疗法的开发提供了新的思路。

人类和兽医用药中抗生素的频繁使用会诱发病原菌产生耐药性，而多重耐药性细菌是近年来威胁人类的致死性感染发生的主要原因，而且这些耐药菌所引发的感染往往难以治疗。本文中研究者所开发的生物传感器系统非常重要，其或许可以针对每一位患者的病情来进行定制化的抗生素疗法，从而就能够有效降低耐药性细菌的出现。

【5】Structure：关键蛋白或助力新型抗生素开发之路

doi：10.1016/j.str.2016.07.012

近日，一项刊登在国际杂志Structure上的研究报告中，来自俄勒冈州立大学的研究人员通过研究首次对过氧化物氧化还原酶（peroxiredoxin，一种抗氧化蛋白）进行了原子水平的成像以及详细解析，研究者指出，解析该蛋白质的特性或有望开发出新一代抗生素。

文章中，研究者利用X射线晶体学技术研究了过氧化物氧化还原酶的本质特性和行为，机体中所有的细胞都需要过氧化物氧化还原酶来帮助消除过氧化氢，在正常细胞中该过程是非常健康且有价值的，但细菌细胞内部的过氧化物氧化还原酶则会为细菌提供保护作用，免于被机体免疫细胞所消灭，从而也会增加细菌的毒力，从而促进细菌引发机体感染。



【6】Nature：鼻子里发现的新型抗生素可有效杀伤“超级细菌”

doi：10.1038/nature18634

科学家们最近发现了一种能够有效杀伤“超级细菌”的关键武器，而这一种“武器”就藏在寄生于人们鼻腔中的细菌中。

研究者们通过对90名参与者的鼻腔细菌样本进行了系统的分析，发现了一类叫做“路邓葡萄球菌”细菌。之后，他们从这类细菌中提纯了一种叫做“路邓素”的物质，这是一类完全新型的抗生素。

这群来自德国蒂宾根大学的研究者们利用该种抗生素去杀伤“MRSA”（一种已知的寄生于小鼠体内的超级细菌），发现了它强大的杀伤能力。这说明这种抗生素能够有效应用于临床治疗，尽管再此之前需要较长时间的优化。

“正常情况下抗生素是由土壤中的细菌或真菌分泌的”，研究者之一，微生物学家Andreas Peschel说道：“这一新发现则证明人体内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种新的大环内酯类抗生素

doi：10.1038/nature17967

在一项新的研究中，来自美国哈佛大学的一个研究团队发现一种合成新型大环内酯类抗生素---一类被用来抵抗细菌感染的药物---的方法。在这项研究中，研究人员描述了他们的方法以及他们为何认为它可能能够保持领先于细菌耐药性产生。相关研究结果于2016年5月18日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“A platform for the discovery of new macrolide antibiotics”。针对这项研究，来自美国斯克里普斯研究所的Ming Yan和Phil Baran发表在同期Nature期刊上发表一篇标题为“Drug discovery： Fighting evolution with chemical synthesis”的新闻与评论类型的文章，在这篇文章中，他们认为这项新技术可能有助医学研究人员赶得上细菌进化的步伐。

多年来，用于治疗各种细菌感染的首选药物一直是大环内酯类药物，它们是通过改变一种天然形式的红霉素而产生的---但是最近几年，细菌已对这些药物的很多种产生耐药性。因为 发现改变红霉素的新方法存在困难，这也就意味着研发成本一直在上升，所以新的大环内酯类药物较慢地来临。这种情形导致卫生团体陷入近似恐慌的状态，这是因为它意味着如果不能很快地作出改变的话，用来抵抗很多感染的“武器库”将大大减少。

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【8】科学家从人体细菌基因组中发现两种新型抗生素

研究人员发现杀死抗药性金黄色葡萄球菌的新抗生素Humimycin A和Humimycin B

研究人员从公共基因数据库中找到存在人体内的细菌基因组，然后使用专门的计算机软件扫描数百个特定编译合成非核糖体肽分子的基因簇，这些非核糖体肽是形成许多抗生素的基础。最后他们使用软件来预测基因簇产生的分子化学结构。通过使用计算方法来选出微生物基因组中产生抗生素化合物的基因，然后跳过细菌培养过程直接合成这些化合物本身，用此类方法，他们已经成功找到两种新型抗生素。

【9】Nature：巨型酶类的3D图像或可帮助改善新型抗生素的开发

doi：10.1038/nature16503

获得巨型酶（megaenzymes）清晰的图像并不容易，但却非常有价值，这些蛋白在开发新型抗生素上扮演着重要的角色，近日一项刊登在国际杂志Nature上的研究论文中，来自麦基尔大学的研究人员通过研究获得了来自药物合成酶部分结构的一系列3D图像，研究者认为，这些图像的产生不仅可以帮其理解抗生素的制造过程，而且还在未来研究中可以帮助开发新一代的高效抗生素。

研究者Martin Schmeing教授表示，这是我们迄今为止看到过的一幅最完整的图像，尽管巨型酶类是人类中第二大蛋白，但其依然是可以移动的小分子，而且我们很难揭示这些酶类的工作机制；研究者所研究的酶对于开发新型抗生素非常关键，其被称之为非核糖体的肽类合成酶（NRPSs），而且其可以在细胞内部扮演催化剂的角色，从而赋予其杀灭所有细菌的能力。



【10】与超级细菌赛跑：寻找新型抗生素

近日，由澳大利亚昆士兰大学分子生物研究所领导的开放式抗菌药物发现组织（CO-ADD），发起了“全球搜寻新抗生素”项目，邀请全球化学家提交自己的化合物，进行抗菌活性筛查。

CO-ADD发言人马克·布莱斯科维奇称，未来具有高耐药性的细菌很可能会迅速传播。这也是该组织发起这一项目的原因所在，希望在“超级细菌”来袭前寻找到下一代抗生素。

徘徊在抗生素灾难边缘

细菌产生耐药性，是当前全球亟待解决的一大难题。

CO-ADD负责人马修·库珀表示：“我们正回到前抗生素时代，那时甚至连简单的感染都会导致死亡。”多重耐药性细菌已使得医生在面对某些细菌时无药可用。

如今广泛使用的抗生素药物最初在临床中应用效果良好，但在几年后，细菌便产生耐药性。过去的几十年里，科学家一直在研发新的抗生素，与耐药细菌赛跑。

为解决细菌耐药性问题，很多国家都在鼓励医生慎用抗生素。中国抗生素的使用一度饱受诟病，但一直从事抗生素研究的上海盟科医药技术有限公司创始人袁征宇认为，中国境内细菌产生的耐药性与欧美等国家和地区的区别并不大