最近一種對多種藥物耐藥真菌在美國及世界各地的蔓延引起業界和公眾關注。這個叫做C.auris的真菌最早于2009年在日本發現,自2013年進入美國以來已經有近600例確認感染,主要發生在紐約、芝加哥等大城市及周邊的醫院。雖然感染者多為免疫能力低下的重癥患者,但30-60%的死亡率還是引起CDC的高度關注。
這種真菌對氟康唑普遍耐藥,對其它真菌藥物也有不同程度耐藥,所以威脅較大。C.auris傳染性較強、而且不容易診斷,也成為一個危險因素。多位大佬認為這是一個需要業界認真對待的威脅,恰巧昨天《自然通信》發表一篇從螞蟻共生菌尋找新型抗生素的工作、發現一個天然產物對C.auris有效,今天就談談這個事。
藥源解析
上周紐約時報發表一篇影響很大的文章報道C.auris,因為芝加哥是重災區所以昨天本地電視和廣播都報道了這件事。化學大牛Schreiber說這是對化學家一個緊急挑戰、大家需要馬上行動,Alnylam CEO Maraganore說這個主要健康威脅需要創新、但支付系統要改進以吸引資本。去年CDC局長說這可能是一個災難性威脅,不僅美國、世界已有20幾個國家發現了這類真菌。與C.auris基因組成類似、對已有藥物多重耐藥的真菌早就有報道,但這些真菌傳染性較差、所以不常見。這個C.auris似乎已經練成超級真菌的全部武功,包括唑類藥物靶點ERG11變異、酯酶/轉運蛋白的過度表達等。
雖然大家經常說耐藥細菌和真菌是個嚴重健康威脅,但因為市場潛力有限難以吸引資本進入,上一個新機理抗真菌藥物的上市已經是30多年前的事情。天然產物是細菌之間比武的武器,所以是抗生素的主要來源。過去抗生素主要從土壤里的細菌、尤其是放線菌如鏈霉菌的次級代謝產物中尋找,寄希望于這些明爭暗斗幾十億年的老江湖積累了足夠暗器。但現在這個策略已經遭遇邊際遞減規律折磨,多數工作只是在重新發現已知抗生素。《自然通信》的這個工作另辟蹊徑,選擇了演化路徑截然不同的昆蟲共生菌作為突破口。作者通過大規模分離、生物活性測試、基因組、代謝組、和體內體外模型發現一個叫做cyphomycin的新抗生素,在動物實驗中對耐藥真菌依然敏感。
昆蟲生活環境惡劣、免疫能力有限,所以依賴共生菌應對感染。全球有500多萬種昆蟲,每種都有一部辛酸史、經歷的演化壓力各不相同,所以是個天然、高度多樣化的化合物庫。作者發現放線菌在多數昆蟲中存在(56%),并且比土壤放線菌對真菌、革蘭氏陰性菌、陽性菌的活性更高。基因學研究顯示這些昆蟲放線菌的演化路徑與土壤菌不同、而且高度多樣化,71%的生物合成基因族只存在于單個基因組。LCMS技術對次級代謝產物的化學分析也驗證了基因學結果,59%的分子特征隸屬于單個菌株、80%不超過四種菌株,而且多數分子特征為昆蟲共生菌代謝產物特有。對活性組分的跟蹤最后找到cyphomycin,體外實驗顯示對耐藥菌、包括C.auris(MIC 4 ug/mL)活性較高,并有一定體內活性。
雖然cyphomycin離成藥尚有距離,但畢竟是個可靠的先導物。雖然分子結構不算簡單,但提高活性、降低毒性、改善PK等目標現在的技術都可以做到。傳染疾病來襲可以非常迅猛,如當年的HIV危機。當然如果有足夠吸引力學術界和制藥業的反應也可以同樣迅猛,艾滋病在美國出現15年后主要藥物就都已經上市、令死刑變成慢性病。希望C.auris能好自為之、不要制造太多麻煩,藥物化學家的燒瓶可不是吃素的。制藥界不會允許被PD-1藥物從晚期癌癥挽救回來的病人栽在C.auris手上。
高溫高壓、有機溶劑、金屬催化劑——這些工業界費盡心力仍難以擺脫的“標配”,一種深海真菌在水溶液中就悄然完成了。它究竟藏著怎樣的秘密?9月1日,《美國化學會志》在線刊發了中國科學院南海海洋研究所研究員閆......
美國麻省理工學院的科學家對細菌進行改造,使其“變身”為晶體管。在此基礎上,他們將這些晶體管組合起來,制造出活性電路。團隊希望未來開發出能覆蓋植物葉子或根部的電路,以通過計算來感知并應對干旱、害蟲侵襲等......
植物不會移動,不會逃避,也不會反擊。但在億萬年的進化中,它建立了一套精密的化學防御體系,用以應對來自動物、昆蟲和微生物的持續威脅。棉花在種子中積累棉酚,抵御動物取食;煙草在葉片中合成尼古丁,麻痹啃食者......
球蟒得名于它的經典的防御姿態:它們會蜷縮成一個球狀,并將頭部緊緊收起。然而,它們的鱗片之下還隱藏著另一種遠為精妙的防御機制:一種能夠抑制細菌積聚的微觀尖刺。近日發表于《ACSOmega》的一項研究,有......
鞭毛是驅動細菌細胞運動的重要納米機器,在海洋等多種環境中協助細菌實現空間遷移與環境響應。不同細菌的鞭毛結構差異明顯,以往研究主要集中于結構簡單的模式菌株大腸桿菌和沙門氏菌的馬達。然而,自然界中大多數細......
美國威斯康星大學麥迪遜分校科學家開展的一項最新研究發現:在太空微重力環境中,病毒與細菌之間“生死較量”依然存在,但卻呈現出與地球不同的模式。這些發現有助于科學家設計出更高效的噬菌體療法,對抗日益嚴峻的......
在國家自然科學基金項目(批準號:T2221001)等資助下,中國科學院物理研究所彭毅研究員及其合作者發現,游動細菌在固–液界面的富集現象在幾何限域條件下顯著減弱,甚至發生反轉,并進一步確定這一行為源于......
在國家自然科學基金等項目資助下,中國科學院南海海洋研究所研究員張長生/張文軍團隊聯合暨南大學研究員田海妍團隊在海綿來源真菌天然產物研究方面取得重要進展。近日,相關成果發表于《中國化學快報》(Chine......
中國科學院上海藥物研究所研究員陳昌斌、黃新華團隊聯合廈門大學翔安醫院教授李浩團隊,首次發現兩種轉錄因子之間存在關鍵互作,可協同調控真菌氨基酸代謝,擴展了對病原真菌在宿主體內環境適應機制的認識,也為開發......
近日,中國科學院成都生物研究所研究員尹華軍團隊研究解析了全球蘭花共生真菌群落的影響因素。相關成果發表于《植物多樣性》。菌根共生是植物與土壤真菌之間形成的一種古老互惠關系。菌根真菌顯著影響地上植物群落的......