一种曾被遗忘的抗生素可能成为对抗耐药性感染的新武器

医生可能拥有一种新工具来保护患者免受多重耐药性细菌感染。但这种对抗越来越难治疗的细菌的新方法并不是一项全新的发展——它是一种已有 80 年历史的抗生素。5 月 16 日发表在开放获取期刊PLOS Biology上的一项研究调查了一种在土壤中产生的天然产物，名为诺尔丝菌素，该物质于 1942 年被发现。

[相关：全美各地的孩子都感染链球菌，但抗生素却很难获得。]

抗生素耐药性细菌感染的增多促使人们开始寻找新的抗生素。抗生素耐药性是一个非常严重且日益严重的医学问题——根据美国疾病控制与预防中心的数据，抗生素耐药性导致全球至少 127 万人死亡，2019 年导致近 500 万人死亡。在美国，每年发生超过 280 万例抗生素耐药性感染，导致超过 35,000 人死亡。

诺尔丝菌素含有多种形式的链丝菌素复杂分子。人们曾寄予厚望，认为其中的链丝菌素将成为一种强大的抗革兰氏阴性细菌的药剂。这些细菌，如大肠杆菌，有一层厚厚的外层保护层，抗生素很难杀死它们。

不幸的是，根据 20 世纪 40 年代一项未发表的有限人体试验结果，诺尔丝菌素对肾脏有毒性，因此其开发被搁置。本研究团队决定回头重新审视诺尔丝菌素。

“我们开始四处寻找可以使用的药物，结果发现这些超级耐药性细菌对链丝菌素非常敏感，所以我们能够将其用作选择剂来进行这些实验，”这项研究的共同作者、哈佛医学院病理学家詹姆斯·柯比在一份声明中说。“科学家们在 1942 年分离出的物质并不像我们今天研究的那么纯净。事实上，当时被称为链丝菌素的物质实际上是几种链丝菌素变体的混合物。不同类型的链丝菌素的天然混合物现在被称为诺尔丝菌素。”

柯比还是贝斯以色列女执事医疗中心临床微生物学实验室主任。

在早期的抗生素研究中，诺尔丝菌素存在链丝菌素纯化不完全的问题，这可能是导致其毒性的原因。2022 年发表的一项研究表明，多种形式的链丝菌素实际上具有不同的毒性。

一种名为链丝菌素-F的药物毒性明显较低，同时还能对抗当今对多种药物具有耐药性的病原体。

[相关：生狗粮可能含有抗生素耐药细菌。]

在这项研究中，研究小组仔细研究了链丝菌素 F 和链丝菌素 D。链丝菌素 D 菌株对革兰氏阴性细菌也具有高度选择性，并且对耐药肠杆菌和其他细菌种类的效力甚至比链丝菌素 F 更强。然而，它在较低剂量下会引起肾毒性。

研究小组利用低温电子显微镜显示，链丝菌素 F 与细菌核糖体的亚基广泛结合。这种结合会导致细菌出现翻译错误，从而帮助抗生素抑制细菌感染的扩散。

“它以一种非常隐蔽的方式抑制生物体产生蛋白质的能力。当细胞制造蛋白质时，它们会根据蓝图或信息制造蛋白质，这些信息告诉细胞需要将哪些氨基酸连接在一起才能形成蛋白质。我们的研究有助于解释这种抗生素如何扰乱机器，导致信息被错误读取，并开始拼凑出一堆乱码。本质上，细胞会中毒，因为它会产生所有这些垃圾，”柯比说。

研究团队仍在试图弄清诺尔丝菌素的作用机制，但发现它的作用与其他抗生素不同。柯比将继续与西北大学和凯斯西储大学医学中心的合作者一起研究诺尔丝菌素，以更深入地了解它的实际作用。

“我们拥有出色的合作伙伴，他们让我们能够开展跨领域的项目。这项工作是协作科学的最佳范例，”柯比说。