在所有吸引我们集体关注的动物中,鳄鱼是最普遍的一种。历史记录 显示,自16世纪以来,这些古老的生物就一直引发着人们的着迷和恐惧。近来,鳄鱼也成为了许多电视节目、电影甚至音乐作品的主题。尽管我们对这些生物的社会化喜爱由来已久,并且丝毫没有减退的迹象,但对于公共卫生官员来说,这种喜爱才刚刚开始。
早在20世纪90年代,就有人因抗生素耐药性导致其使用崩溃而发出了 警报。尽管末日还远在几十年之后,但失去使用这些用于健康防御武器的能力的念头,还是让整个科学界不寒而栗。
作为应对措施的一部分,许多研究人员开始在环境中寻找新型的抗菌候选物。从土壤到水,从鱼到鸟再到动物,任何潜在的来源都值得研究。爬行动物是最有希望的来源之一。多年来,从 青蛙 的皮肤、 蛇 的毒液,甚至 乌龟蛋 中都发现了一些选择。其中大多数是 抗菌肽 的形式。这些短的氨基酸链被发现具有与抗生素相似的作用,并且几乎没有或根本没有耐药性问题。
当涉及到鳄鱼及其分类学上的近亲——鳄鱼时,不仅仅是希望,更是信念。首先,研究人员开始探索这些生物的血液,只是为了寻找抗菌作用的证据。这项研究是值得的,因为在实验室测试中, 血清 被发现能抑制大肠杆菌的生长。然而,当时的研究表明,这种活性可能源于免疫系统,而不是任何特定的抗菌分子。
这些结果并没有停止探索,并且坚持了下来,因为在接下来的几年里,在暹罗鳄和美洲短吻鳄这两种物种中发现了许多抗菌肽。经过多年的实验,已经记录了十几种可能性。
然而,这被认为是仅仅一个开始。考虑到这些动物生活在病原体不仅存在而且普遍的环境中,肯定还有更多。上周,一个美国研究团队 证实 了这一信念,他们在美洲短吻鳄的血液中发现了几种新的阳离子抗菌肽;其中两种可能值得进一步作为人类使用的候选物进行测试。
该团队使用了一种名为“生物勘探颗粒辅助蛋白质组学”的新技术。这个过程在概念上相当简单,它利用氨基酸的静电力来收集潜在的候选物。将带有负电荷的水凝胶微粒引入血浆并允许其孵育。随着时间的推移,带正电荷的分子迁移到凝胶中并被捕获。取出颗粒后,将肽从基质中洗脱,然后使用质谱法进行分析。然后确定序列,并将最有希望的候选物合成用于抗菌测试。
该过程取得了圆满成功,从鳄鱼血浆中分离出568种肽。其中,45种被认为是抗菌的。研究小组选择其中8种进行合成,希望至少有一种能对蜡样芽孢杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌这几种病原体显示出活性。最终,有五种表现出一定的杀灭潜力,尽管只有两种具有显著活性。一种对铜绿假单胞菌和蜡样芽孢杆菌有效。另一种则针对金黄色葡萄球菌。
通过对这些肽本身的进一步分析,该团队意识到它们并非存在于鳄鱼血浆中的独立实体。相反,它们是像载脂蛋白C1和α-1-抗胰蛋白酶这样的大型蛋白质的片段。它们如何从一个大复合物的组成部分变成这些更小、更有效的分子,尚不清楚。
这项研究的结果,虽然取得了一定的成功,但在生物勘探方法方面具有更重要的意义。在寻找可以取代我们日益减少的有效抗生素的抗菌候选物时,我们必须接受这是一场与时间的赛跑。即使两个成功的肽中有一个被认为值得继续进行开发,也需要数年时间才能让候选物进入临床应用。
生物勘探技术速度快,可以改进这些分子的筛选阶段。此外,由于其相当直接的操作规程,几乎可以使用任何动物样本进行测试。这预示着未来研究人员的周转时间会更快——也许成本更低——并可能促进接受测试的医学应用候选物的数量增加。虽然没有保证,但这篇论文可能有助于我们向前看,我们可能有更多的理由感到希望,而不是恐惧。