科學家在新墨西哥州南部奇瓦瓦沙漠(Chihuahuan Desert)深處,發現了與世隔絕數百萬年的古老細菌,牠們不僅在極端環境中互相捕食求生,更演化出對抗幾乎所有現代抗生素的驚人能力。這項發現為日益嚴峻的全球「超級細菌」危機,帶來了開發新藥物的曙光。
本文核心內容:
- 發生地點:新墨西哥州 萊丘吉拉洞穴(Lechuguilla Cave)
- 洞穴深度:地下近 489 公尺,與地表隔絕
- 核心發現:洞穴細菌對多種天然抗生素具備抗藥性,甚至包括「最後手段」藥物
- 科學意義:證明抗生素耐藥性是古老的自然現象,並為開發新藥提供線索
與世隔絕百萬年的微生物戰場
萊丘吉拉洞穴是一個深達近半公里的地下迷宮,部分區域甚至比踏上月球的人還少。阿拉巴馬州大學(University of Alabama)地質科學教授巴頓(Hazel Barton)形容,這裡是一個微型恐怖世界,細菌唯一的食物來源就是彼此,「就像在雨林中,我們看到掠食者衝進來抓住、刺殺並殺死其他微生物」。
研究團隊驚訝地發現,這些從未接觸過人類醫藥的細菌,竟對絕大多數天然抗生素具有抗藥性。巴頓與安大略省麥克馬斯特大學(McMaster University)教授賴特(Gerard Wright)合作,證實了抗生素耐藥性(AMR)並非現代產物。賴特指出,這證明抗藥性是地球微生物自然歷史的一部分,細菌與真菌間的「軍備競賽」已持續了數億年。
古老抗藥性如何啟發新藥?
分析顯示,一種名為 Paenibacillus sp LC231 的洞穴細菌,對測試的 40 種抗生素中的 26 種都具抗藥性,其中包括被視為對抗 MRSA 等超級細菌最後防線的達托黴素(daptomycin)。研究人員在其基因組中發現了五個前所未見的耐藥基因,這意味著細菌在被困入洞穴前就已具備這些防禦機制。
這項發現為對抗 AMR 危機提供了兩大思路。首先,在這些與世隔絕的環境中,可能藏有地表細菌早已失去防禦能力的「古老抗生素」。加拿大湯普森河大學(Thompson Rivers University)微生物學家切普坦(Naowarat Cheeptham)的團隊已在洞穴樣本中,發現了能殺死多重耐藥性大腸桿菌和 MRSA 的潛在化合物,但因資金問題暫時擱置。
其次,通過研究這些古老細菌的耐藥機制,科學家可以預測新型抗生素未來可能面臨的挑戰。賴特解釋,了解敵人(細菌)的防禦工事,就能在設計新藥時預先加入能破解其防禦的「武器」,如同在青黴素中加入克拉維酸(clavulanic acid)以抑制細菌的抵抗酶。巴頓總結:「在耐藥性出現在臨床之前,我們就能找出擊敗它的方法。」
來源:BBC News
封面來源:這張由美國國家公園管理局提供的1982年照片顯示,一名公園工作人員坐在南達科他州黑山風洞國家公園方解石湖的一塊岩石上。這些地下湖泊在1960年代被發現,目前沒有任何動物棲息,但著名洞穴微生物學家巴頓(Hazel Barton)發現湖中存在細菌——儘管數量稀少。巴頓希望能夠解開這些細菌的生存之道,並解答它們在多細胞生物出現之前是如何相互作用的問題,或許還能找到新的抗生素來源。美聯社

