皮肤真菌Malassezia产生的脂肪酸能够靶向并杀死金黄色葡萄球菌，而不会对皮肤造成伤害。
研究人员发现了一种由人类皮肤上的酵母Malassezia产生的分子，该分子对每年在美国导致约50万住院病例的病原体（金黄色葡萄球菌）显示出强烈的抗菌活性。这项发现为应对抗生素耐药性提供了一种新策略。随着耐药感染成为全球关注的问题，天然存在于我们皮肤上的真菌可能成为尚未充分探索的新抗生素候选物的来源，该研究的主要博士后研究员Caitlin Kowalski指出。
在《当代生物学》杂志上发表的一篇论文中描述了这种常见的皮肤真菌Malassezia，它通过吞噬人体皮肤上的油脂和脂肪来产生脂肪酸，这些脂肪酸能够选择性地消灭金黄色葡萄球菌。每三个人中就有一人的鼻子里无害地寄居着金黄色葡萄球菌，但当有机会时，这些细菌会成为严重感染的风险因素：开放性伤口、擦伤和割伤。它们是皮肤和软组织感染（称为葡萄球菌感染）的主要原因。
抗生素耐药性是指细菌适应抗生素并在其存在下仍能生长的能力。耐药细菌引起的感染难以治疗。
金黄色葡萄球菌还是一种臭名昭著的医院超级细菌，对现有抗生素具有抗药性，这迫切需要开发新的药物。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之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补充说：“我认为这就是为什么在某些情况下我们可能错过了这些抗菌机制，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。”
人类体内寄生着大量的微生物，即微生物组，但我们对居住在我们身上的真菌及其对人类健康的贡献知之甚少，Kowalski说。她特别感兴趣的是皮肤微生物组，因为虽然其他身体部位有数十种不同的真菌，但皮肤主要被一种名为Malassezia的真菌所占据。
尽管我们在皮肤上发现了大量Malassezia，但它们仍然没有得到充分研究。“皮肤是一个类似于肠道的平行系统，后者已经被广泛研究，”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以及实验室中皮肤细胞进行实验，Kowalski发现真菌物种Malassezia sympodialis将宿主脂质转化为抗菌羟基脂肪酸。脂肪酸在细胞中有多种功能，尤其是作为细胞膜的构建块。
由Malassezia sympodialis合成的羟基脂肪酸具有洗涤剂般的特性，破坏金黄色葡萄球菌的膜并使其内部内容物泄漏。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。
但这种真菌并不是万能的。经过足够长时间的暴露，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，该基因激活了细菌的压力反应。类似的突变以前在金黄色葡萄球菌感染患者中也已发现。
这些发现表明，细菌的宿主环境及其与其他微生物的相互作用会影响其对抗生素的敏感性。“人们对应用微生物作为治疗手段的兴趣日益增长，例如添加细菌以防止病原体的生长，”Kowalski说。“但这可能会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，这一点还没有被考虑到。”
虽然这一发现为药物发现增加了复杂性，但Kowalski表示，她对居民真菌作为未来抗生素的新来源感到兴奋。确定抗菌脂肪酸花了三年时间和跨学科的努力。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，”她的导师、俄勒冈大学文理学院生物学副教授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，离开Barber的实验室后专注于真菌的研究。“耐药性细菌感染是对人类健康的重大威胁，在某些方面，这种情况正在恶化，”Barber说。“我们还有很多工作要做，不仅要了解微生物，还要找到新的方法来治疗或预防这些感染。”
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