研究人员在麦克马斯特大学生物系温室中发现的真菌Coniochaeta hoffmannii中分离出新型抗真菌药物候选物质——coniotins。该物质对危险的真菌感染具有突破性治疗潜力。最新发现发表于《自然通讯》期刊,为应对日益严峻的真菌感染临床需求提供了全新解决方案。
"真菌感染治疗领域对新药的临床需求正在急剧增长",该研究首席科学家、麦克马斯特大学生物化学与生物医学科学教授Gerry Wright指出:"与已有数十种抗生素类别相比,目前市售的抗真菌药物仅有三个类别"。
造成这种药物匮乏状况的原因有二:首先,虽然致病真菌与细菌病毒同样微小,但它们在进化上更接近人类,"能杀死真菌的物质往往也会伤害人类",这使研发安全抗真菌药物成为重大挑战;其次,历史上人们普遍认为人体温度可抑制真菌感染,导致制药行业对研发抗真菌药物缺乏投入。
但这种状况在近15年发生根本转变。2009年发现的耐药耳念珠菌(Candida auris)可在高温环境中存活并引发致命感染,现已被世界卫生组织列为首要真菌病原体。这种耐药超级真菌对免疫系统受损者(如化疗患者)构成特别威胁,可侵袭肺部、血液系统和神经系统。值得期待的是,新发现的coniotins对耳念珠菌展现出强效杀伤力。
研究团队证明,coniotins不仅对耳念珠菌和其他多种真菌病原体有效,而且对人类细胞完全无害。这种新型分子的作用机制与现有抗真菌药物截然不同——前者特异性结合真菌细胞壁,而传统药物主要作用于蛋白质或细胞膜。Wright教授形象地将真菌细胞壁比作M&M巧克力豆的脆皮外壳,破坏其结构会严重影响真菌存活能力。
该实验室博士后研究员陈旭飞(Xufei Chen)通过"预分级筛选法"发现了这一新型药物类别。这种方法结合质谱分析、代谢组学和计算技术,可从复杂化学混合物中识别潜在活性分子。该团队此前已通过此方法发现新型抗生素,目前仍在筛选化学库中未被探索的代谢产物。
"我们仅筛查了5%的化学库",Wright教授表示:"通过发酵技术实现大规模生产并开发静脉注射剂型是下一步研发重点"。该团队已建立包含微生物天然产物的化学库,预估存在巨大的未开发化学空间。这项突破性发现再次证明,校园温室这样的传统科研场所仍是药物研发的重要宝藏。
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