Nature：鼻子里居然藏着强力抗生素！

细菌其实是人类身体里的“常驻居民”，不过别害怕，这些细菌往往是“good guy”。举个例子，越来越多的研究表明，肠道菌群平衡对人类健康至关重要。最近，德国研究者发现我们的鼻子里就住着一种细菌，它们从不交纳“房租”，而是分泌一种强力抗生素，使我们免受病原体的侵害。所以童鞋们以后少抠鼻，说不定就把好东西抠走了~~

图片来源：电影《食神》

在人类与致病细菌的战斗中，抗生素是必不可少的武器（点击阅读相关），但细菌能进化出耐药性来化解危机。具有耐药性的“超级细菌”已经成为严重的临床问题。例如，著名的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）现在又对几种重要抗生素产生了耐药性。面对细菌们的步步紧逼，发现新型抗生素显得非常急迫。大部分抗生素都来自土壤中的细菌，而德国蒂宾根大学（University of Tübingen）的Andreas Peschel等人发表在Nature上的文章则报道称人类鼻子里面的一种细菌——路邓葡萄球菌Staphylococcus lugdunensis可以分泌一种抗生素，能够对付MRSA。（Human commensals producing a novel antibiotic impair pathogen colonization. Nature, 2016, 535, 511-516, DOI: 10.1038/nature18634）

金黄色葡萄球菌是一种常见的人类病原体，除了能引发感染，还可能导致菌血症、心内膜炎或义肢附件感染。大约30%的人的鼻子中有该菌种生存，但为什么另外70%的鼻子里没有呢？

这些免遭金黄色葡萄球菌“殖民”的鼻子中，一定存在着其他种类的葡萄球菌，它们消灭了金黄色葡萄球菌。但是其中的机理一直是个谜（Sci. Adv., 2015, 1, e1400216）。为了解开谜团，并找到有潜力的新抗生素，Peschel和同事们筛选了90份人类鼻腔葡萄球菌样本，测试它们对金黄色葡萄球菌抑制能力。

Peschel等人利用人类微生物的同现分析发现细菌不会和“敌对”的病原体细菌同时出现。接着，他们筛选出对病原体有抑制作用的细菌，在动物模型中继续验证，最终找到细菌分泌的抗生素。这项工作为研究人类菌群对抗外来病原体提供了范例。研究中发现的抗生素可以作为药物研发的先导化合物。

Peschel等人的研究方案示意图。图片来源：Nature

研究者发现路邓葡萄球菌会清除掉周围的金黄色葡萄球菌，这说明它们能分泌某种化合物，杀死竞争者。通过挨个敲掉基因的方法，研究者培育了很多突变型路邓葡萄球菌，挨个测试后发现其中的一种可以抑制金黄色葡萄球菌，由此他们发现了这段编码基因以及一种新的多肽抗生素——路邓素（lugdunin）。这种化合物能够有效遏制MRSA的繁殖及引发的感染。

路邓葡萄球菌及突变型对MRSA的抑制作用。图片来源：Nature

人类身体里寄生的微生物居然可以分泌抗生素，听起来很不可思议吧。但其实人类体内有一千多种细菌，它们彼此间争夺生存空间和营养物质。强大的选择压力下，它们进化出了分泌抗生素的能力也不奇怪。

Peschel等人发现路邓素除了对MRSA有效，还可以杀死肠球菌，并且不会产生耐药性。要知道有些耐药肠球菌连万古霉素都不怕。在老鼠的体内及体外实验中，路邓葡萄球菌都能轻松战胜金黄色葡萄球菌，这要归功于高效的路邓素生物合成。

路邓素的结构式及可能的生物合成路线。图片来源：Nature

路邓素外敷可以治疗老鼠皮肤的金黄色葡萄球菌感染。它能够抑制细菌的蛋白质、DNA和肽葡聚糖的合成，很可能是一种对细胞膜起作用的抗生素，这有可能对它将来发展为全身抗生素药物是不利的，因为它可能同样会扰乱哺乳动物的细胞。

在187份病例中，携带路邓葡萄球菌的病人中只有5.9%感染了金黄色葡萄球菌，而不携带路邓葡萄球菌的病人中这一比例高达34.7%。路邓素及其类似物确实会对人体菌落分布产生影响。

氘评：

发展新的抗生素类型正变得越来越困难，大多数抗生素新药是在已有基本骨架上进行有限的改造，如果使用不当，病原体细菌将很快进化出耐药性。本文另辟蹊径，可能引发一轮研究人类自带细菌分泌抗生素的热潮。真是远在天边，近在鼻子底下。

http://www.nature.com/nature/journal/v535/n7613/full/nature18634.html

（本文由氘氘斋供稿）