医学
我们可能终于有了新型抗生素
它会攻击细菌的外壁和内膜。
图/Dall-E 2
开发新的抗生素对临床是必不可少的，尤其是随着细菌对它们产生抗药性——部分原因是由于它们的滥用，这是我们人类的错。尽管偶尔有一些新的抗生素获得批准，但有一点要注意：它们并不是真的全新的。相反，它们都是我们已经拥有的少数几类抗生素的变体。因此，没错，它们的效力不如全新的抗生素可能拥有的那么强，细菌需要“很少的努力”才能对它们适应。现在，从自然来源发现了一种新型抗生素。尽管它在临床上的应用并不直接，但它是一个非常有希望的候选药物。
在深入研究这一世界基础科学的重大消息，其明显的巨大意义于医学之前，让我们先回顾一下抗生素到底是什么，以及我们如何将它与抗病毒药物区分开来，以及为什么这种区别在抗生素滥用和误用的背景下很重要。
简单而精确地说，抗生素是杀死细菌或阻止其生长的分子，不会伤害人类(或用它治疗的动植物)。这里强调是细菌，因为抗生素对病毒等完全不同的“生命”形式毫无作用——这里的引号意味着它们甚至不被认为是活的。不知何故，病毒不是“生物”。
要治疗病毒感染，我们有抗病毒药物，它们具有完全不同的作用机制——如果你的感染是细菌性的，它们完全无济于事。
抗生素和抗病毒药物的区别很重要，因为正是由于缺乏这方面的知识，才导致了医学上最大的可预防问题之一：由于滥用和特别是误用抗生素(“误用”指用它们来治疗病毒感染，它们根本不起作用)，所有细菌几乎总是暴露在抗生素中；我的意思是它们暴露得如此之多，以至于它们变得对它们具有抗药性。一些“超级细菌”确实今天对大多数(如果不是全部)面向人类使用的抗生素具有抗药性。这很糟糕。
因此，一方面我们必须与错误信息作斗争，防止抗生素滥用(抗病毒药物、抗真菌药物等也是如此)，另一方面也很重要的是我们需要发现新的抗生素。最好不要只是对现有的抗生素进行修饰，因为细菌会非常快速地适应它们。我们需要全新的抗生素家族。
寻找新的抗生素家族远非易事——我们需要它们杀死细菌，但同时又要对人类安全。此外，现代法规要求我们知道新提出的抗生素的作用机制，因为通过了解它们，你就可以更确定它们不会影响人类，并且还可以改善它们的性能。
这里有一种新的分子，细菌用来杀死其他细菌，可以发展成一个全新的抗生素家族
由乌得勒支大学Weingarth小组领导的努力披露了土壤细菌产生的Teixobactin分子抑制环境中其他细菌的作用机制。Teixobactin拥有独特的化学架构，缺乏可检测的细菌耐药性，而这项新的研究发现，它攻击细菌细胞外膜的两个成分，因此原则上对人类安全。这些都是开发一整套新的抗生素类别的有希望的起点。
以前的研究表明，Teixobactin对其他耐药的病原体，包括金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌和有害的大肠埃希菌，具有很强的抑制作用。此外，一些研究表明，用Teixobactin作为药物治疗感染严重病原菌的动物模型可以痊愈。虽然这并不一定意味着我们已经有了一种新药，但它是非常有希望的，绝对值得进一步研究。特别是，了解Teixobactin的工作原理，有助于科学家更好地界定我们是否可以将其用作临床抗生素，以及如何修改它以使其更有效。
机制
新研究发现，Teixobactin渗透到细菌外壁并“劫持”其中的一个关键组分，即所谓的“Lipid II”。Lipid II将细菌较硬的外壁，称为肽聚糖，连接到由脂质组成的内膜本身。Teixobactin攻击整个复合物，破坏膜和壁。它同时阻止肽聚糖和脂质的生长，同时直接使膜变薄，导致细胞溶解。
Teixobactin是一种纤长的分子，它通过以反平行方式聚合并将其末端与Lipid II的特殊磷糖醛基团结合，实现双重攻击。这种配置引发超分子纤维结构的形成，破坏膜的完整性，因为它撕下构成内膜的磷脂，导致细菌泄漏其内容物并分裂，同时阻碍肽聚糖和膜脂质的正常合成。Lipid II的长烷基尾部在超分子结构中集中，显然也有助于破坏膜。
事实上，机制的主要介质(Lipid II)只存在于细菌中，这使得该分子成为未来创造全新一代抗生素的一个非常有前途的领先物质。此外，Teixobactin的天然抗性目前非常有限，这可能在未来有助于防止其滥用的负面影响。尽管在理想的世界里，这种情况是不应该发生的。
更多细节来自原始论文和作者的Twitter
这里我提炼出一些重点和“小知识”，你可能会觉得有趣，特别是如果你对化学和生物学感兴趣：
1. Eleftheria terrae是从中分离出Teixobactin的土壤细菌。事实上，作者们必须种植大量这种细菌，才能分离出足够的Teixobactin进行研究。
2. 幸运的是，考虑到未来可能作为抗生素的使用，其他研究小组已经表明，Teixobactin也可以以化学方式合成。设定协议并非易事，但现在已经有了。此外，研究小组已经能够合成它的变体，这可能在我们真正开始用这种分子制造临床抗生素的时候/如果有用。
3. 从化学角度来看，Teixobactin是一种肽，即一种非常小的蛋白质。它含有五种非典型氨基酸和一些在自然界中很少见的化学组分。
4. 如果你了解蛋白质结构，你会发现有趣的是，Teixobactin肽在聚合时采用了一种β类二级结构，具有反向性，实际上类似于纤维，正如研究的作者实验证明的那样。