在全球抗生素耐藥性危機日益嚴峻的今天,3月26日,一項剛剛發表在頂級學術期刊《自然》上的研究帶來了希望之光:麥克馬斯特大學的研究團隊發現了近30年來第一個全新類別的抗生素分子——lariocidin(拉索西丁),這種分子能夠擊敗目前最頑固的耐葯細菌,甚至包括那些對"最後一線防禦"碳青霉烯類抗生素產生抗性的超級細菌。而這一切的源頭,竟是一個普通實驗室技術員家後院的泥土樣本!
故事要從一撮普通的花園泥土說起。麥克馬斯特大學化學生物學家格裡·賴特(Gerry Wright)教授的團隊收集了來自漢密爾頓一個後院的泥土樣本。他們將這些泥土放入培養皿中,並耐心等待了整整一年時間。
為什麼要等這麼久?
i那位自然界中有很多微生物生長緩慢,如果操之過急,可能就會錯過奇迹的發生。
他們的耐心最終得到了回報。在將這些微生物暴露於大腸桿菌(一種常見但有時會導致嚴重疾病的腸道細菌)後,研究人員發現一個特殊的樣本展示出了強大的抗菌活性——這來自屬於桿菌屬(Paenibacillus)的一個物種。
經過進一步的篩選、基因組測序和結構分析,研究人員發現這種細菌產生了一種形狀像套索的肽分子,他們將其命名為"lariocidin"(拉索西丁)。
"它的結構非常緊湊,令人難以置信地穩定,"賴特教授說,"就像一個完美打結的微型套索,甚至可能在被消化后仍然存活。"
但是,這個微型套索如何殺死細菌呢?
拉索西丁攻擊細菌的方式與現有抗生素完全不同——它同時與細菌的核糖體(細菌的蛋白質工廠)和轉運RNA(為核糖體提供氨基酸構建塊)結合。
通過這種方式,它可以阻止遺傳密碼被正確讀取,並擾亂密碼,使輸出變得混亂。這意味著核糖體產生了錯誤的肽鏈,其中一些可能最終對細菌本身產生毒性並殺死它。
就像讓細菌的蛋白質工廠生產出了有毒產品,最終導致細菌自我毒殺,這是一個突破性的時刻。
在實驗室研究中,拉索西丁減緩了多種常見細菌病原體的生長,包括許多多重耐葯菌株。而且研究人員沒有看到任何針對人類細胞的毒性跡象。
研究團隊還用拉索西丁治療了感染鮑曼不動桿菌C0286(這種細菌對被認為是最後防線的碳青黴烯類抗生素具有抗性)的小鼠。未經治療的小鼠在感染后不到28小時就無法存活,但經治療的小鼠在48小時後仍然全部存活,且血液中的細菌水準較低。
更令人興奮的是,拉索西丁不受常見耐葯機制的影響,產生自發抗性的傾向很低,這意味著細菌不太可能輕易對它產生抗性。
雖然這一發現令人振奮,但賴特強調,將這種分子轉化為臨床可用的藥物還有很長的路要走。
研究團隊目前正專注於尋找修改這種分子並以足夠大的數量生產它的方法,以允許臨床開發。
在抗生素耐葯危機日益嚴重的今天,這項研究無疑為我們帶來了新的希望。據世界衛生組織數據,每年約有450萬人死於抗生素耐葯感染,而且情況只會變得更糟。拉索西丁的發現,可能是人類與超級細菌戰鬥中的一個重要轉捩點。
書目:
Gerard Wright, A broad-spectrum lasso peptide antibiotic targeting the bacterial ribosome, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-08723-7.