超级细菌没得治？25岁华裔女博士发明了一种利器！

ipsvirus

88年前，苏格兰的细菌学家首次发现了青霉素，那个时候，它有一个“洋气”的名字，叫做“盘尼西林”。恰逢二战开始，于是青霉素在这场战争中拯救了无数士兵和百姓的生命。那时，它被称为“救命药”，和原子弹、雷达并称为“二战三大发明”。

二战时期的画报“感谢盘尼西林！他能够活着回家了！”

这一发现为我们拉开了“抗生素时代”的序幕，在那之后，科学家们陆陆续续地又发现了链霉素、红霉素、卡那霉素和万古霉素等等许多种抗生素。这些抗生素在过去的几十年里让许多本可能因细菌感染而“挂掉”的人们死里逃生，但是随着抗生素的滥用，本来捅出去的刀子却反过来捅了我们自己！

“超级细菌”的出现，更是让许多研究人员意识到，抗生素的压制地位正在减弱。为了避免将来有一天，人们要回忆起“被超级细菌支配的恐惧”，许多相关领域的研究人员都在努力研究能够克制超级细菌的药物。刚好，最近就有一个新的研究让人精神一振，墨尔本大学的一个研究团队合成了一种星形的肽类聚合物，能够高效地解决超级细菌！

星形聚合肽

为什么说是让人精神一振呢？首先，在过去的30年中，只有两种新型抗生素出现；其次，我们过去真的对细菌需要多久出现耐药性这个问题“一无所知”。不过现在，这个问题也有答案了！9月9日的《科学》杂志上，来自哈佛大学Roy Kishony团队的科学家们为我们展示了细菌变异的惊人速度！[1]

研究人员在实验室中放置了一个60cm*120cm的“巨大培养皿”，培养皿中有14L的琼脂，它们是细菌的食物，研究人员把这个培养皿称为“MEGA-plate”。培养皿的两端没有抗生素，抗生素的浓度是阶梯式向中间升高的，分别是细菌不能生长的最低浓度，最低浓度的10倍、100倍，最中心是1000倍，所以培养皿的中心就是细菌的“终极目的地”，也理应是它们的“修罗地狱”！

培养基浓度设置

研究人员把初代的大肠杆菌放置在没有抗生素的边缘，让它们向中间生长。他们发现，大肠杆菌生长到最低浓度区域边界的时候暂时停止了，这时候它们并不是真的被抗生素阻挡住了，而其实是在“憋大招”。

果然，两天之后，有一部分“排头兵”突破了最低浓度的防线，开始发生了变异，也就是说，只用了两天，大肠杆菌就有耐药性了！那么高浓度的抗生素能不能让我们放心呢？显然事实没有那么乐观，在初具耐药性之后，新的变异很快出现，10倍的最低浓度也已经阻挡不住大肠杆菌前进的脚步了。逐渐地，它们来到了“地狱模式”的1000倍地区,而从“0”开始的这一过程只用了9天的时间（220小时）。

看到这里，我已经可以毫不意外地说，大肠杆菌会是这场“比拼”的胜利者，1000倍的浓度恐怕根本不能阻挡它们。事实证明，44个小时之后，它们就占领了1000倍浓度的区域。至此，抗生素大军一败涂地！

虽然这并不是在人体内的完美模拟，但是这个实验还是向我们传达了一个信息：10天左右的时间，大肠杆菌就产生了可以对抗1000倍致死浓度的抗生素的变异！这个数字多么的不可思议啊，如此快速的变异速度，如果没有好的办法对抗它们，那么用不了许多年，又会有很多人死于严重的、无法控制的感染。

正是有这样强有力的威胁，我们前面所提到的研究才显得尤其重要。这篇重要的研究发表在了《自然 微生物》杂志上，论文的第一作者是年仅25岁的华裔女博士Shu Lam，她与工程系的研究团队合作，合成了一种结构性纳米抗菌聚合肽（SNAPP）。它在遭遇超级细菌时，能够“牢牢地抓住细菌细胞的细胞壁，然后把它撕碎”，失去了细胞壁的保护，细菌变得非常脆弱，无法再适应体内环境，很快就会“一命呜呼”了。[2]

Shu Lam

Lam的团队对6种不同的“超级细菌”分别进行了体外实验，其中有一种是抗粘杆菌素的。粘杆菌素（colistin）曾经被誉为“抗生素的最后一道防火墙”，而在今年，能够抵抗它的细菌也出现了，也就是说，“最后一道防火墙”也被击破了！好在实验结果显示，这6种超级细菌全部阵亡，无一幸存。而且他们发现，与遭遇抗生素时的“拼死抵抗”不同，这些强悍的超级细菌被SNAPP撕碎了细胞壁后完全没有任何抵抗的迹象，迅速地结束了自己的“菌生”。Lam做出的猜测可能是细胞壁被破坏后，无规则的离子运动穿过了细胞的膜结构，启动了某个细胞凋亡信号通路，所以才有了“完全无抵抗”这一现象。

细菌细胞壁被破坏

可能有人会有疑问，这么简单的原理难道过去就没有类似的发现吗？其实，过去也有研究人员尝试用“抗菌肽”来杀死细菌，他们成功了，可与此同时，抗菌肽会“无差别攻击”，人体内的红细胞就成了“炮灰”，这样的损伤对于人体来说也是难以承受的。因此，Lam对此十分在意，他们的团队使用的SNAPP是蛋白质的大型复链，约有10纳米大小，是其他抗菌肽的几倍，是个十足的“大块头”，对于周围的包括红细胞在内的细胞都没有伤害。

这一点在小鼠实验中得到了验证，以能够杀死细菌的浓度为标准，当计量增加到100倍时，才有红细胞受到攻击。也就是说，SNAPP的相对安全性是非常高的，Lam的导师Greg Qiao教授认为，这是这个发现中，最了不起的一点。

Lam的导师Greg Qiao教授

对于Lam来说，这只是一个初步的结果，她对无抵抗的原因猜测的对不对？除了这6中之外其他的超级细菌能不能被杀死？在人体内的安全剂量又是多少？还有许许多多的疑问需要后续的实验去解决，但是毫无疑问，他们确实解锁了一种新的对付耐药细菌的方法，也是“疲软的”抗生素研发领域的一剂强心针，我们也期待着后续更加清楚明白的研究。

参考文献：

[1] Baym M, Lieberman T D, Kelsic E D, et al. Spatiotemporal microbial evolution on antibiotic landscapes[J]. Science, 2016, 353(6304): 1147-1151.

[2] Lam S J, O'Brien-Simpson N M, Pantarat N, et al. Combating multidrug-resistant Gram-negative bacteria with structurally nanoengineered antimicrobial peptide polymers[J]. Nature Microbiology, 2016, 1: 16162.

来源：奇点网