这一意外发现可能为治疗药物耐药性感染开辟新途径。
一株天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）菌落向周围培养基分泌红色抗生素化合物。图片来源：杰里米·伯格斯博士/Science Photo Library
通过研究土壤细菌自然产生一种知名药物的过程，科学家发现了一种强效新抗生素，有望帮助对抗药物耐药性感染。
在周一发表于《美国化学会杂志》的实验中，研究团队探究了天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）制造抗生素亚甲基霉素A的多步途径，该抗生素最早于1965年被发现。他们发现一种名为前亚甲基霉素C内酯（premethylenomycin C lactone）的中间化合物，其抗菌活性比最终产物强100倍。极小剂量即可杀死已知导致难治性感染的细菌菌株。
研究合著者、英国考文垂华威大学化学生物学家格雷戈里·查利斯（Gregory Challis）表示，这一发现是个“意外”。他说：“作为人类，我们预期进化会完善最终产物，因此你可能认为最终分子是最好的抗生素，而中间产物效力较弱。”但查利斯补充道：“这一发现是‘盲眼钟表匠’式进化的绝佳例证，而且是以非常分子化的方式体现这一点。”
抗菌素耐药性日益成为威胁，预计未来25年将导致全球3900万人死亡。研究人员表示，这一强效抗菌化合物的发现可能带来新药物以应对耐药性问题。
加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学生物化学家杰拉德·赖特（Gerard Wright）表示，这项工作凸显了“此类研究从‘古老’途径中识别新型生物活性化学骨架的潜力”。
意外发现
2006年，查利斯及其同事开始研究天蓝色链霉菌（Streptomyces coelicolor）产生亚甲基霉素A的分子途径。为此，他们逐一删除了参与每一步的酶编码基因。他们的工作建立在2002年对细菌基因组测序的早期努力基础上。
到2010年，团队已绘制出细菌制造亚甲基霉素A的机制，并识别出其产生的多种中间分子。
查利斯说：“我们当时只是在进行非常基础的探索性研究。我们发现了这些中间产物，但搁置了一段时间，因为我们不太清楚如何处理它们。”
几年后——大约2017年——查利斯实验室的一名博士生测试了这些中间分子的抗菌活性。
测试显示，包括前亚甲基霉素C内酯在内的两种分子，在靶向七种革兰氏阳性菌方面比亚甲基霉素A更有效，其中包括感染皮肤、血液和内脏器官的金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus），以及可引起致命性血液和尿路感染的屎肠球菌（Enterococcus faecium）。
杀死耐药性金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）菌株所需的最低前亚甲基霉素C内酯浓度仅为每毫升1微克，而亚甲基霉素A则需要每毫升256微克。该化合物杀死细菌所需的剂量也远小于万古霉素（vancomycin）——后者是用于治疗两种屎肠球菌（Enterococcus faecium）菌株感染的“最后一道防线”抗生素。
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