俄勒冈大学的研究人员发现了一种由生活在人类皮肤上的酵母产生的分子，该分子对一种每年在美国导致约五十万住院病例的病原体表现出强大的抗菌特性。
这是一种应对日益严重的抗生素耐药性细菌问题的独特方法。随着全球抗药性感染威胁的增加，居住在人类皮肤上的真菌成为寻找新型抗生素的一个未开发资源，领导这项研究的俄勒冈大学博士后研究员Caitlin Kowalski表示。
这项研究结果发表在4月14日的《当代生物学》杂志上。常见的皮肤真菌马拉色菌通过消耗人体皮肤上的油脂和脂肪来产生能够选择性地消灭金黄色葡萄球菌的脂肪酸。大约每三个人中就有一人鼻腔内无害地寄居着金黄色葡萄球菌，但当这些细菌有机会进入开放性伤口、擦伤或切割伤口时，它们会成为严重感染的风险因素。金黄色葡萄球菌是引起皮肤和软组织感染（即葡萄球菌感染）的主要原因。
金黄色葡萄球菌也是一种臭名昭著的医院超级细菌，对当前的抗生素具有耐药性，这使得寻找新药物的需求更加迫切。
Kowalski说：“有很多研究发现了新的抗生素结构，但我们的研究有趣且独特之处在于我们识别出了一种人们以前已经研究过的化合物。”
这种化合物在正常的实验室条件下并不具有毒性，但在模拟健康皮肤的酸性环境中却非常有效。
Kowalski补充道：“我认为这就是为什么在某些情况下我们可能会错过这些抗菌机制的原因，因为实验室中的pH值不够低。但人类皮肤实际上是非常酸性的。”
人类是大量微生物的宿主，统称为微生物组，但我们对居住在我们身上的真菌及其对人体健康的贡献知之甚少，Kowalski说。皮肤微生物组特别引起了她的兴趣，因为虽然其他身体部位有几十种不同的真菌，但皮肤主要被一种名为马拉色菌的真菌所占据。
马拉色菌有时与头皮屑和湿疹有关，但通常被认为是相对无害的，并且是皮肤菌群的正常组成部分。这种酵母已经进化到能够在哺乳动物皮肤上生存，以至于它不能在没有皮肤分泌的脂质（油和脂肪）的情况下制造脂肪酸。
尽管我们在身上发现了大量的马拉色菌，但它们仍然被研究得很少，Kowalski说。
“皮肤是一个与肠道平行的系统，而肠道已经被广泛研究，”她说。“我们知道肠道微生物组可以修改宿主化合物并产生具有新功能的独特化合物。皮肤富含脂质，皮肤微生物组处理这些脂质以产生生物活性化合物。这对皮肤健康和疾病意味着什么？”
通过对健康捐赠者的皮肤样本和实验室中的皮肤细胞进行实验，Kowalski发现真菌物种马拉色菌将宿主脂质转化为抗菌羟基脂肪酸。脂肪酸在细胞中有各种功能，但最显著的是作为细胞膜的构建块。
马拉色菌合成的羟基脂肪酸具有洗涤剂般的性质，破坏了金黄色葡萄球菌的细胞膜，导致其内部内容物泄漏。这种攻击阻止了金黄色葡萄球菌在皮肤上的定植，并最终在短短15分钟内杀死了细菌，Kowalski说。
然而，这种真菌并不是万能的。经过足够的暴露，金黄色葡萄球菌最终会对这种真菌产生耐受性，就像临床抗生素过度使用时一样。
通过研究它们的基因，研究人员发现细菌在Rel基因上发生了突变，这种基因激活了细菌的压力反应。此前在金黄色葡萄球菌感染患者中也发现了类似的突变。
这些发现表明，细菌的宿主环境和其他微生物的相互作用可以影响其对抗生素的敏感性。
“现在越来越有兴趣将微生物作为治疗手段，例如添加细菌以防止病原体的生长，”Kowalski说。“但这可能带来我们尚未完全理解的后果。尽管我们知道抗生素会导致耐药性的进化，但在考虑将微生物作为治疗手段时，这一点尚未被充分考虑。”
虽然这一发现为药物发现增加了复杂性，但Kowalski对居住在皮肤上的真菌作为未来抗生素的新来源感到兴奋。
鉴定抗菌脂肪酸花了三年时间和跨学科的合作。Kowalski与麦克马斯特大学的化学微生物学家合作追踪到了这种化合物。
“这就像在一堆你看不见的分子中找到一根针，”Kowalski的导师、俄勒冈大学艺术与科学学院的副教授Matthew Barber说。
Kowalski正在开展一项后续研究，深入探讨导致抗生素耐受性的遗传机制。她还准备启动自己的实验室，进一步研究被忽视的皮肤微生物组的作用，即将离开Barber的实验室。
“抗生素耐药性细菌感染是对人类健康的重大威胁，而且在某些方面情况正在恶化，”Barber说。“我们还有很多工作要做，不仅要了解这些微生物，还要找到新的方法来预防或治疗这些感染。”
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