麦克马斯特大学的研究人员发现了一种新型抗生素,它能够杀死世界上一些最危险的耐药细菌——通过靶向一个先前未知的脆弱点,为一类全新的治疗方法打开了大门。
这种名为马尼科霉素的新化合物是由麦克马斯特大学杰里·赖特教授领导的团队发现的,已显示出对沙门氏菌、大肠杆菌和克雷伯氏菌等主要病原体的早期有效性。
与目前临床使用的任何抗生素不同,它通过阻断核糖体的出口位点发挥作用,核糖体是存在于每个细菌细胞内的蛋白质生产机器。
这项发表在6月3日《自然》杂志上的发现,是赖特实验室一年多来发现的第四种新型抗生素候选药物,这凸显了一种有前景的新药物发现方法,尤其是在抗生素耐药性日益成为全球威胁的时期。
"目前临床处方的任何一种抗生素都不具备马尼科霉素的功能。无论是阿奇霉素还是四环素——没有一种能做到。因此,我们不仅发现了一种全新的药物候选物,还确立了细菌中的一个全新靶点,这个靶点可能被其他新药物利用。"
——杰里·赖特,迈克尔·G·德格鲁特传染病研究所成员
正是发现的后半部分最令研究人员兴奋。赖特指出,由于当今使用的大多数抗生素都针对核糖体上相同的一小部分脆弱点,细菌已经进化出了广泛的防御策略来应对这些攻击;然而,攻击核糖体不同部位——出口位点——的药物使它们毫无防备。
赖特说:"即使是针对那些旧靶点新发现的药物也可能很快面临耐药性。但在医学史上,我们对这个特定靶点从未施加过任何选择压力,因此细菌对马尼科霉素没有现有的耐药机制。"赖特是麦克马斯特大学生物化学与生物医学科学系的教授。
赖特将核糖体比作工厂装配线。他表示,完成的组件必须在下一件产品前进之前从生产线上移走。马尼科霉素阻断了出口通道,导致整个装配过程堵塞并最终停止运转。而且,没有能力生产蛋白质,细菌就无法生存。
马尼科霉素的发现建立在75多年前开始的工作基础上,当时科学家首次发现土壤细菌龟裂链霉菌产生了土霉素,这是一种强大的新药,有助于将医学带入抗生素时代。
尽管这一突破是20世纪中期做出的几个类似发现之一,但龟裂链霉菌及相关细菌长期以来已被放弃作为新抗生素的潜在来源。
赖特说:"科学界普遍认为这些细菌已经被完全挖掘殆尽——我们已经找到了所有可找到的东西。但我们的实验室发现事实远非如此。"
赖特的团队与伊利诺伊大学芝加哥分校和德国汉堡大学的合作者一起,使用一种称为分级分离的先进实验室技术来发现这种新抗生素。通过从龟裂链霉菌产生的化学混合物中过滤出土霉素和其他丰富的化合物,研究人员能够分离出多年来被忽视的稀有分子。
这项新研究的第一作者、赖特实验室的博士后研究员曼普里特·考尔表示,以这种方式找到可行的新药物候选物为抗生素发现带来了新的机遇。
考尔说:"通过分级分离可能还有大量东西有待发现。重新研究像链霉菌这样研究充分的细菌的提取物,未来可能会带来类似的发现。"
赖特的团队目前正在将马尼科霉素推进到临床开发阶段。他们已经证明这种新抗生素对人类细胞无毒,并且在实验室控制的感染模型中效果良好——这两个都是早期开发路径上的关键里程碑。
他们目前正在优化药物的"停留时间"——即它在体内保持活性的时间长度——并已生产出60种不同的衍生物,计划将最佳的一种向前推进。
赖特表示:"我们对这种分子的潜力感到兴奋。有一条明确的前进道路,我们甚至可能扩大其作用范围,使其最终影响更多的细菌。"
这项研究获得了加拿大卫生研究院的资助。
来源:麦克马斯特大学
期刊参考:
Kaur, M., et al. (2026). A natural depsipeptide antibiotic binds the E-site of the bacterial ribosome. Nature. DOI: 10.1038/s41586-026-10589-2.
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