抗微生物药物耐药性(AMR)被视为全球健康最严峻的威胁之一。世界卫生组织(WHO)近期警告称“研发管线中的抗菌药物过少”,且大多数易发现的抗生素已被发掘。由于开发新型抗生素成本高昂且经济回报有限,目前鲜有制药企业投资这一关键领域。
近日,英国华威大学与澳大利亚莫纳什大学的科研团队鉴定出一种前景广阔的新型抗生素,这是一种名为“pre-methylenomycin C lactone”的新型强效抗生素,能够对抗包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古霉素肠球菌(VRE)在内的耐药性细菌感染。该化合物在已知抗生素次甲霉素A的自然合成过程中,始终以中间体化学物的形式“隐匿于众目睽睽之下”。10月27日,相关研究成果发表于《美国化学会志》。
研究人员发现了一种新型抗生素,其药效是已知抗生素的100倍。这一发现可能为对抗无药可治的超级细菌带来新希望。图片来源:Shutterstock
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论文共同通讯作者、华威大学化学系教授Greg Challis解释道:“次甲霉素A最早于50年前被发现,虽然已多次实现人工合成,但似乎从未有人测试过其合成中间体的抗菌活性。通过删除生物合成基因,我们发现了两个此前未知的生物合成中间体,它们均比次甲霉素A本身具有更强的抗生素效力。"
实验显示,其中一种中间体对一系列革兰氏阳性菌的抗菌活性超过次甲霉素A的100倍。它对金黄色葡萄球菌和肠球菌(分别导致MRSA和VRE的菌种)尤为有效。
共同通讯作者、华威大学助理教授Lona Alkhalaf表示:“值得注意的是,合成次甲霉素A以及文章中提到的新型抗生素的细菌——天蓝色链霉菌,是自1950年代起被广泛研究的模式抗生素产生菌。在如此熟悉的生物体中发现新型抗生素令人倍感意外。”
她补充指出,天蓝色链霉菌可能最初进化出生产强效抗生素的能力,但随时间推移转向合成次甲霉素A这种较弱版本,以承担不同的生物学功能。
值得一提的是,在通常会导致万古霉素耐药性的实验条件下,研究团队未发现肠球菌对该新型抗生素产生耐药性。由于万古霉素常是治疗这类感染的“最后防线”,这一结果具有特别重要的意义。
Challis强调:“该研究提出了抗生素发现的新范式。通过识别并测试天然化合物合成路径中的中间体,我们有望找到具有更强耐药弹性的新型强效抗生素,为抗击AMR的斗争提供新武器。”
该抗生素的后续研发将进入临床前测试阶段。领导合成工作的莫纳什大学化学学院教授David Lupton表示,作为一种极具潜力的新型抗生素,将来有望帮助挽救全球每年因抗菌素耐药性而损失的约110万生命。
相关论文信息:https://doi.org/10.1021/jacs.5c12501
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