北极海域成为潜在的新药宝库

科学家在北冰洋细菌中发现了可以对抗抗生素耐药性感染的新化合物，并为下一代药物铺平了道路。

抗生素耐药性问题和新机遇

抗生素是现代医学的基础；没有它们，治疗感染和进行手术将极其危险。然而，我们每年都面临着日益严重的细菌耐药性问题，而新型抗生素的研发速度却远远落后。

探索新的栖息地

我们仍有理由抱有希望：70% 的已获许可抗生素来自土壤中的放线菌，但地球上大多数放线菌的栖息地尚未被探索。在其他研究较少的地区（例如北冰洋）寻找放线菌中的新抗生素是一个有前景的策略。尤其是如果能找到新的分子，它们不仅能直接杀死细菌，还能降低其毒力（致病能力），使耐药性更难产生，并降低副作用的可能性。

先进的筛选方法揭示新化合物

“在我们的研究中，我们使用了高灵敏度筛选 (FAS-HCS) 和 Tir 易位分析法，专门从放线菌提取物中识别抗毒力和抗菌化合物，”芬兰赫尔辛基大学教授、该研究的主要作者 Päivi Tammela 博士说道，他发表在《微生物学前沿》杂志上。“我们发现了两种不同的化合物：一种可以抑制肠致病性大肠杆菌 (EPEC) 的毒力而不影响其生长的大型磷脂，以及一种可以抑制细菌生长的化合物，这两种化合物都来自从北冰洋分离出来的放线菌。”

为了分析候选药物，该团队采用了一套自动化筛选系统，该系统专门用于处理复杂的微生物提取物。研究人员开发了一套新方法，可以同时测试数百种未知化合物的抗病毒和抗菌作用。他们选择了一种导致五岁以下儿童（尤其是在发展中国家）严重腹泻的EPEC菌株作为目标。

发现抗毒和抗菌化合物

所研究的化合物取自四种放线菌，这些放线菌是从挪威科考船“哈康王储号”（Kronprinz Haakon）于2020年8月在斯瓦尔巴群岛附近的北极海域采集的无脊椎动物中分离出来的。随后，研究人员对这些细菌进行了培养，提取了细菌细胞，并将其内容物分离成不同的组分。在体外对每个组分进行EPEC粘附于结直肠癌细胞的检测。

研究人员发现了两种此前未知的、具有不同生物活性的化合物：一种来自红球菌属（Rhodococcus）的未知菌株（T091-5），另一种来自库克菌属（Kocuria）的未知菌株（T160-2）。来自菌株T091-5的化合物被鉴定为一种大型磷脂，通过抑制肌动蛋白基座的形成和EPEC与宿主细胞表面Tir受体的结合，表现出强大的抗毒力作用。来自菌株T160-2的化合物表现出强大的抗菌特性，能够抑制EPEC细菌的生长。

令人鼓舞的结果和后续步骤

详细分析表明，来自菌株T091-5的磷脂不抑制细菌生长，这使其成为一种有希望的抗病毒治疗候选药物，因为它可以降低耐药性产生的可能性。同时，来自菌株T160-2的化合物可以抑制细菌生长，因此将作为一种潜在的新型抗生素进行进一步研究。

采用高效液相色谱-高分辨质谱联用（HPLC-HR-MS2）方法分离和鉴定这些化合物。磷脂的分子量约为700，它破坏了EPEC与宿主细胞之间的相互作用。“下一步包括优化化合物生产的培养条件，并分离出足够量的每种化合物，以便进一步表征其结构和生物活性，”Tammela补充道。