摘要:英国华威大学(University of Warwick)与澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的化学家联合发现了一种具有广谱抗菌活性的新型抗生素,可有效对抗耐药性细菌病原体,包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古M素肠球菌(VR
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英国华威大学(University of Warwick)与澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的化学家联合发现了一种具有广谱抗菌活性的新型抗生素,可有效对抗耐药性细菌病原体,包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和耐万古M素肠球菌(VRE)。
抗菌药物耐药性(AMR)已成为全球最紧迫的健康挑战之一。世界卫生组织(WHO)的最新报告指出,“研发中的抗菌药物严重匮FE”。多数“低垂的果实”已被摘取,而有限的商业激励也阻碍了抗生素的研发投资。
在发表于《美国化学学会杂志》(JACS)的一项研究中,来自莫纳什-华威联盟“对抗新兴超级细菌威胁计划”的研究人员,发现了一种极具前景的新型抗生素——前甲基霉素C内酯(premethymycin C-lactone)。
这种新发现的抗生素可谓“隐藏在显而易见之处”——它是在知名抗生素甲基霉素A(methymycin A)的天然合成过程中,所产生的一种中间体化学物质。
该研究的共同首席作者、英国华威大学化学系与澳大利亚莫纳什大学生物医学发现研究所的格雷格·查利斯(Greg Challis)教授指出:“甲基霉素A虽然在50年前就被发现,并被多次人工合成,但此前无人测试过其合成过程中的中间体是否具有抗菌活性。”
“通过删除生物合成基因,我们发现了两种此前未知的生物合成中间体,它们的抗菌效力均远超甲基霉素A本身。”
在抗菌活性测试中,其中一种中间体——前甲基霉素C内酯——对多种革兰氏阳性菌的活性,是原始抗生素甲基霉素A的100倍以上。
具体而言,该化合物对金黄色葡萄球菌(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌,即MRSA)和粪肠球菌(包括耐万古霉素肠球菌,即VRE)均表现出显著抑制作用。
共同首席作者、英国华威大学助理教授洛娜·阿尔卡拉夫(Lona Alkhalaf)博士补充道:“值得注意的是,能产生甲基霉素A和前甲基霉素C内酯的菌株——蓝链霉菌(Streptomyces coeruleorubidus),自1950年代起便是广受研究的抗生素生产模式菌株。在如此熟悉的生物体中发现新型抗生素,实属意外之喜。”
“似乎蓝链霉菌最初进化出的是强效抗生素(甲基烯霉素C内酯),但随着时间推移,其代谢途径逐渐转变为产生甲基烯霉素A——这种效力较弱的抗生素,可能在细菌的生理中承担着不同的功能。”
关键在于,研究人员在观察到万古霉素耐药性的条件下,未能检测到肠球菌对前甲基霉素C内酯产生任何耐药性。万古霉素是治疗肠球菌感染的“最后防线”,因此这一发现对于世界卫生组织(WHO)重点关注的高危病原体——耐万古霉素肠球菌(VRE)——尤具意义。
查利斯教授补充道:“这项发现为抗生素研发开辟了新的思路。通过识别并测试多样化天然化合物合成途径中的中间体,我们有望发现更具抗耐药性的强效新型抗生素,助力对抗抗微生物药物耐药性。”
该抗生素研发的下一步将是临床前测试。
今年早些时候,澳大利亚莫纳什大学团队与英国华威大学团队已在《有机化学杂志》(JOC)上联合发表论文,报告了甲基霉素C内酯前体的可扩展合成方法,为后续研究铺平了道路。
领导合成工作的澳大利亚莫纳什大学化学学院教授戴维·卢普顿(David Lupton)表示:“该合成路线将助力创造多样化的类似物,用于探究前甲基霉素C内酯的结构活性关系及其作用机制。莫纳什大学的抗微生物药物耐药性研究中心为推进这项有前景的抗菌药物提供了绝佳平台。”
凭借其简单的结构、强效的活性、较低的抗药性以及可扩展的合成潜力,甲基霉素C内酯前体成为一种极具潜力的新型候选药物。分析认为,它有望挽救每年约110万名抗生素耐药性受害者的生命。
在蓝链霉菌的代谢通路中,甲基霉素A曾是科学家们关注的终点。而那个更强效的“C内酯”前体,只是通往终点的一个“过程”。它被忽视了数十年。这或许提醒着人们,在对抗耐药性的漫长竞赛中,有时答案并不在遥远的新大陆,而是静静地躺在我们已经翻阅了无数次的旧地图上,隐藏于那些被当作“过程”的标记之下。
这项“隐藏在明处”的发现,是否也让你对习以为常的科学领域产生了新的思考?欢迎在评论区分享你的看法。
来源:无敌浩克一点号