大约30%的人体皮肤或鼻腔中存在金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),这是导致葡萄球菌感染的主要细菌。在大多数情况下,这些球形细菌并不会引起问题。然而,当遇到开放性伤口、擦伤和划痕时,金黄色葡萄球菌可以侵入并感染身体,造成严重后果。在皮肤上,葡萄球菌感染可以引起脓肿、水泡和炎症;在血液中,它们可以引发败血症。一旦进入体内,它们还可能扩散到肺部、心脏和其他内部器官,造成各种问题。
然而,科学家们发现了一种新的解决方案来应对顽固的金黄色葡萄球菌,这种细菌以对临床抗生素的耐药性而闻名。根据《当代生物学》杂志上的一项新研究,由俄勒冈大学生物学家Caitlin Kowalski领导的研究团队发现了一种新的抗生素分子,可以成功靶向金黄色葡萄球菌,至少目前如此。最奇怪的是,这种分子是由一种同样存在于人体皮肤上的真菌产生的。
真菌与皮肤微生物群
马拉色菌(Malassezia)是一种在人体皮肤上生长的微小真菌,它们以丰富的脂质(油和脂肪)为食,并将其转化为较小的脂肪酸。这些真菌有时与头皮屑和其他皮肤状况有关,但主要被认为是人类皮肤微生物群中丰富且大多无害的成员,尽管它们出奇地未被充分研究。
“皮肤是一个与肠道平行的系统,后者已经被广泛研究,”Kowalski在新闻稿中说。“我们知道肠道微生物群可以修饰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,皮肤微生物群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?”
为了更深入地了解马拉色菌在人类健康中的作用,Kowalski和她的团队在实验室中研究了皮肤样本,发现一种马拉色菌(M. sympodialis)将人类皮肤脂质转化为攻击金黄色葡萄球菌的小脂肪酸分子。根据该团队的说法,M. sympodialis和其他真菌产生的分子代表了对抗耐抗生素细菌的一种新资源,但尚未充分利用。
抗生素耐药性的暂时解决方案
尽管有许多研究提出了对抗抗生素耐药性的潜在解决方案,“我们的研究有趣之处在于我们发现了一种已知且之前已被研究过的化合物,”Kowalski在新闻稿中说。
事实上,虽然M. sympodialis分子是先前研究的主题,但其对抗金黄色葡萄球菌的能力却未被发现。这可能是因为这些分子仅在皮肤表面(一个出奇酸性的环境)或模拟皮肤酸性的实验室条件下才对金黄色葡萄球菌有效。
“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,”Kowalski在新闻稿中说,“因为实验室中的pH值不够低。但人类皮肤非常酸性。”
在这些类似皮肤的实验室条件下,研究小组发现M. sympodialis分子无情地破坏了金黄色葡萄球菌的细胞膜并抽干了细胞内容物。这些分子在短短15分钟内就能阻止金黄色葡萄球菌在皮肤上的定植。
尽管M. sympodialis分子代表了一种可能解决金黄色葡萄球菌耐药性的途径,但它们并不是永久的解决方案。实际上,研究小组发现金黄色葡萄球菌最终会对这些分子产生耐受性,就像它们对临床抗生素产生耐受性一样。通过Rel应激反应基因的突变,这种耐受性类似于在葡萄球菌感染患者中观察到的其他耐受性。
耐药性的进化
综合来看,这些发现表明,M. sympodialis抗生素可能对葡萄球菌有效,但可能不会永远有效。
“人们对应用微生物作为治疗手段的兴趣日益浓厚,”Kowalski在新闻稿中说。“但这也带来了我们尚未完全理解的后果。即使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。”
尽管如此,Kowalski仍渴望了解更多。她表示计划继续研究皮肤微生物群作为未来抗生素的来源,并已经开始进行后续研究,以进一步测试金黄色葡萄球菌对M. sympodialis分子的耐受性。这些结果可能会改变我们治疗耐抗生素细菌的方式,但肯定也会改变我们对皮肤的看法。
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