- 2014年，联合国宣布抗生素药效减退是“严重威胁”全球健康。
- 一个科学家团队发现了一种“防耐药性”抗生素。
- 新装置 ichip 或许是发现潜在新型抗生素的关键。
20世纪中叶以来，抗生素拯救了无数生命。但是随着细菌耐药性的突飞猛进，抗生素正迅速丧失救命的潜能。2014年，联合国宣布抗生素药效减退是“严重威胁”全球健康。
然而最近 Nature 杂志上新发表的研究透露，科学家发现了一种新的“防耐药性”抗生素，也许会成为抗击传染病的关键一役。
每年全球约50万例死亡归因于抗生素耐药性。根据英国政府的微生物耐药性报告，照目前的耐药率，到2050年，这一死亡人数可能达到每年一千万例，除非找到可用的替代品。
大规模企业化农业与食品工业滥用抗生素被认为是导致近年来细菌耐药性增加的罪魁祸首之一。抗生素治疗感染的疗效降低还要归咎于人群中过量与不合理使用抗生素，使细菌耐药性得以增强。
“要是相关人士再不统一战线迅速采取行动，世界就将进入‘后抗生素时代’，那些几十年来一直能治愈的普通感染和轻伤又会变得致命。” Keiji Fukuda（福田敬二）博士说道，他是世界卫生组织负责卫生安全事务的助理总干事。
NovoBiotic 制药公司与美国东北大学的科学家团队致力于扭转这一不利局面，这时他们发现，药物干预方法的金矿可能就埋藏在我们脚下。就在缅因州的一小块泥土地里，他们找到了一种防耐药性的抗生素，取名为 teixobactin。
挖掘抗生素哪家强
直到最近，新药的发现都只靠研究大概占细菌总数1%的一小撮细菌——在实验室里能愉快生长的那种。如今出现在药店和医院的所有抗生素都是这么发现的。不过，早在1960年代，能在实验室里培养的土壤微生物就差不多用光了，还能供人发现的新抗生素也就所剩无几。抗生素发现的第一个时代几乎由此告终，那之后，很少再有抗生素能走出实验室，走向应用了。
Kim Lewis 和他带领的研究团队想要发掘土壤里剩下那99%还没能在实验室培养的细菌，这些细菌坚决不肯在实验条件下生长，科学家拿它们没辙。为了对付这些顽固分子，他们必须把自然环境带到实验室中，不过这就需要新的技术。
这就轮到 Lewis 和 Slava Epstein 登场了。他们与技术团队一起钻研数年，试图培养剩下这99%只存在于自然界的天然土壤细菌。到2002年，他们成功了，但还有一个大问题：土壤细菌的所有物种都混成了一锅粥。要想研究单个菌株，必须想方设法把单个细菌分离出来，然后在自然条件下培养它。
iChip 技术就这样诞生了
答案就是 ichip （细菌芯片或集成培养皿）。一种小巧、简单的设备，组装只需五分钟。 ichip 上有许多由多孔薄膜覆盖的空穴，单个土壤细菌（科学家想要培养的那个）就放在其中一个空穴中。薄膜上的开口足以让养分和水通过，而又足以把细菌关在里面，把它隔开避免与其他细菌混合。然后把整片 ichip 放回相应的天然土壤环境中，在那儿就能成功培养细菌并研究抗生素特性了。
利用 iChip 已经成功培养了一万种之前从未培养过的细菌，分离筛选它们的抗生素特性。早早就引起研究人员注意的一种抗生素叫 teixobactin ——用科学作者 Ed Yong 的话说，钓到了好大一条鱼。“Teixobactin 是条大鱼；iChip 就是那钓鱼竿。手里有鱼竿，就能钓到更多的鱼——我们迫切需要更多鱼。”研究人员希望 ichip 能为人类社会如今摇摇欲坠的抗生素军火库增添新的良药。
研究人员说，teixobactin 的发现格外激动人心，因为它用来对抗细菌耐药性的手段很巧妙。其他微生物只针对病原细菌细胞壁上一个区域发动攻击，而 teixobactin 则与众不同，能与多种目标结构相结合，从而能轻易攻击细胞外的数个不同位点。这记致命的组合拳限制了细菌形成耐药机制的机会。
在动物试验中，teixobactin 对数种耐药病原体都展现了独有的杀伤力。MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）和艰难梭菌（可导致腹泻）等感染性细菌对许多常见抗生素都已产生耐药性，而对 teixobactin 却高度敏感。（译注：原文作者可能混淆了MRSA和艰难梭菌。两者并非同一物种，只是因都具有耐药性而并称“超级臭虫”。）炭疽和结核的致病菌也是如此。
这种新型药物发生作用靠的是与 Lipid II（细菌用来建造厚细胞壁）和 Lipid III（用来保持现有细胞壁不破碎）两种分子结合。Teixobactin 把病原细菌的这两种分子都扣留了下来。这样一来，自溶素（促进细胞水解的因子）就得以发挥作用，导致细胞壁土崩瓦解，病原细菌爆裂身亡。在药物存在下，也无法形成新的细菌。
Teixobactin 独特的抗耐药性要归功于它不寻常的作用目标。“大多数抗生素……只能同一处目标位点结合，”NovoBiotic 制药公司总裁 Dallas Hughes 告诉本网站，“而 teixobactin 能结合两个位点，因此要想[通过细菌的基因突变]获得耐药性，两个位点的结构就得同时改变，这种事发生可能性极低。此外，teixobactin 与目标的非肽链区结合，因此由氨基酸序列变异获得耐药性的常见途径就行不通了。”
这也并不是说针对 teixobactin 的耐药性永远不会产生，其实，耐药性几乎肯定总有一天要产生的。但比起过去的抗生素，这一天会慢些到来。“我们预期，耐药性至少会比其他抗生素推迟相当一段时间出现，”美国东北大学的 Brian Conlon 与研究团队的一名成员说道。
作者把这种新药与广泛应用于细菌感染的万古霉素相提并论。万古霉素用于医疗后，耐药性大约过了30年左右才产生。有了新颖独特的作用机制， teixobactin 可能还能撑得更久一些。
Teixobactin 还要再过几年才能进入临床试验阶段。科学家表示，最终批准医院和医生使用该药后，开处方必须审慎而合理。否则，过量用药和反复无常的用药就会加快致病细菌耐药性的形成。
“就像所有抗生素一样，限制处方用于恰当病例会减少产生耐药性的风险。”Conlon 表示。
Teixobactin 作为抗生素具有重要价值。然而药物本身的应用前景还远不及用于发现药物的新方法来得重要。ichip 是打开潜在新抗生素宝藏的钥匙；谁也说不准这之前被大自然锁住的99%细菌里还能发现些什么灵丹妙药。ichip 技术的发明或许能将令人闻风丧胆的“后抗生素时代”推迟几年，或者几十年。