从美洲大蠊共生菌中探秘：新型链吩嗪抗 MRSA 的惊喜发现

为解决 MRSA 耐药问题，广东药科大学研究人员开展从美洲大蠊共生菌中寻找抗 MRSA 链吩嗪类化合物的研究。结果发现多种此类化合物及新成员链吩嗪 T。该研究为抗耐药菌药物开发提供参考，值得科研读者一读。

　　

在如今这个科技飞速发展的时代，细菌感染却依旧是困扰人类健康的一大难题，尤其是耐药菌的出现，更是让情况雪上加霜。其中，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）就是一个极为棘手的 “狠角色”。它的出现，给全球公共卫生带来了巨大的挑战，发病率和死亡率居高不下。MRSA 可不只是对甲氧西林这一种抗生素耐药，像头孢洛林、苯唑西林和头孢菌素类抗生素，在它面前也常常 “败下阵来”。虽说目前还有万古霉素、达托霉素、利奈唑胺等常用抗生素能对它起到一定的抑制作用，但俗话说 “是药三分毒”，长期不规范地使用这些药物，只会让 MRSA 逐渐产生耐药性，就像给它穿上了一层又一层 “坚固的铠甲”，让治疗变得愈发困难。

在这样严峻的形势下，寻找新的抗 MRSA 药物或先导化合物就成了科研人员们刻不容缓的任务。而大自然，一直都是人类寻找药物的 “宝库”。在众多天然产物中，链霉菌产生的活性物质尤为引人注目，链霉菌堪称微生物界的 “宝藏工厂”，一直以来都是抗生素的重要来源。链吩嗪类化合物，作为吩嗪衍生物的一个特殊分支，拥有各种各样的烷基侧链，它们在对抗 MRSA 方面展现出了独特的潜力。不过，从土壤或海洋链霉菌中发现的吩嗪类化合物，还远远不能满足开发抗 MRSA 先导化合物的需求。

就在科研人员们为寻找新的药物来源绞尽脑汁的时候，昆虫这个庞大的生物群体进入了他们的视野。昆虫遍布地球的各个角落，它们的消化系统和腺体里住着许多共生微生物。不同的昆虫生活在各种各样的环境中，这些环境差异使得它们体内微生物的种类和数量也大不相同。越来越多的研究发现，昆虫共生微生物在产生新的生物活性天然产物方面，有着巨大的潜力和应用价值。

美洲大蠊（Periplaneta americana），一种大家可能在生活中偶尔会见到的昆虫，虽然常常被人们当作害虫，但它的肠道却可能藏着不为人知的 “秘密”。由于它独特的生活环境，肠道里定植着大量丰富多样的微生物，简直就是一个潜在的微生物天然产物 “大仓库”。之前就有研究人员从美洲大蠊肠道中分离出了许多放线菌，还发现了一系列具有抗菌活性的先导化合物。

为了进一步挖掘美洲大蠊共生微生物的潜力，广东药科大学基础医学院的研究人员展开了一项深入的研究，并在《BMC Microbiology》期刊上发表了题为 “Comparative metabolomics reveals streptophenazines with anti-methicillin-resistant Staphylococcus aureus activity derived from Streptomyces albovinaceus strain WA10-1-8 isolated from Periplaneta americana” 的论文。经过不懈努力，他们从美洲大蠊共生的白黄链霉菌（Streptomyces albovinaceus）菌株 WA10-1-8 中，发现了多种具有抗 MRSA 活性的链吩嗪类化合物，还首次分离鉴定出了一种全新的链吩嗪 —— 链吩嗪 T（streptophenazine T）。这一发现意义重大，为未来开发对抗耐药菌的新型链吩嗪类化合物提供了宝贵的参考，就像在黑暗中为科研人员点亮了一盏明灯。

研究人员在这项研究中使用了多种技术方法。他们运用高效液相色谱 - 紫外检测（HPLC - UV）和分子网络分析相结合的方法，从菌株代谢产物中分离和鉴定化合物。通过 16S rRNA 基因测序技术来确定菌株的种类。还利用肉汤稀释法测定化合物对 MRSA 的最小抑菌浓度（MIC），以此评估化合物的抗菌活性。

下面来看看具体的研究结果：

1. 白黄链霉菌 WA10 - 1 - 8 的鉴定和抗菌活性

研究人员从野外采集美洲大蠊样本，经过一系列严格的消毒处理后，从其肠道中分离出菌株 WA10 - 1 - 8。通过观察菌株在高氏合成一号培养基上的菌落形态、革兰氏染色特征，再结合 16S rRNA 基因序列分析，最终确定它属于白黄链霉菌，并且与白黄链霉菌 CSSP418 相似度高达 99.8%。对该菌株代谢产物进行抗菌活性筛选时发现，它对 MRSA ATCC 43300 表现出了良好的抗菌活性，这也为后续以 MRSA 为指示菌进行化合物分离奠定了基础。

2. 白黄链霉菌 WA10 - 1 - 8 的 HPLC - UV 和分子网络分析

研究人员发现，白黄链霉菌 WA10 - 1 - 8 的代谢产物虽然有一定抗 MRSA 的能力，但抑菌效果不是很强。于是，他们尝试通过改变培养温度来激发菌株的代谢潜力。HPLC 分析显示，当培养温度为 34℃时，菌株代谢产物发生了显著变化，在 40 分钟处色谱峰丰度明显增加，而且这个温度下培养得到的代谢产物抗 MRSA 活性也显著增强。利用 ESI - HRMS2 结合全球天然产物社会分子网络（GNPS）分子网络方法，对 34℃和 28℃培养条件下的代谢产物进行分析，发现两者在 35 - 38 分钟处离子峰存在明显差异。通过分析，推测出一些离子峰对应的化合物，还预测了分子簇中的几个潜在新化合物。

3. 从白黄链霉菌 WA10 - 1 - 8 中分离和鉴定多种链吩嗪

基于代谢组学分析结果，研究人员在 34℃这个最佳培养条件下扩大培养白黄链霉菌 WA10 - 1 - 8。对得到的粗提物进行硅胶柱色谱分离，得到了七个不同的组分。通过牛津杯法评估这些组分对 MRSA ATCC43300 的抑制活性，发现其中 2、3、7 组分活性显著。进一步对这些组分进行分离纯化，从不同组分中分别得到了化合物 1 - 6。经过光谱分析，鉴定出化合物 1 为链吩嗪 A，化合物 2 为链吩嗪 B，化合物 3 为链吩嗪 G，化合物 4 为链吩嗪 F，化合物 5 为 1 - 甲氧羰基吩嗪，化合物 6 则是一种新的链吩嗪，研究人员将其命名为链吩嗪 T。

4. 化合物 1 - 6 的抗 MRSA 活性

采用肉汤稀释法测定化合物 1 - 6 对 MRSA ATCC43300 的最小抑菌浓度（MIC）。结果显示，化合物 1 - 4 和化合物 6 都对 MRSA 有较强的抑制活性，MIC 值在 37.74 - 150.23 μM 之间，而化合物 5 对 MRSA 没有抑制活性。通过扫描电子显微镜观察发现，经过化合物 2 和化合物 6 处理后的 MRSA 细胞膜受到了不同程度的损伤，这也直观地展示了这些化合物的抗菌效果。

从这项研究的结论和讨论部分可以看出，它有着极其重要的意义。研究人员首次从美洲大蠊共生链霉菌中分离出多种具有抗 MRSA 活性的链吩嗪类化合物，还发现了新成员链吩嗪 T，这充分表明链吩嗪类化合物有望成为对抗 MRSA 的有效先导化合物。不过，目前这些化合物在体内的抗 MRSA 效果、毒性以及作用机制还需要进一步深入研究。此外，这项研究也让人们看到了昆虫共生链霉菌在发现新型抗生素、抗癌药物等治疗性链吩嗪化合物方面的巨大潜力。就像打开了一扇通往新药研发的新大门，虽然门后的路还很长，但已经为科研人员指明了方向，激励着他们在探索新型抗菌药物的道路上不断前行，为解决耐药菌带来的健康危机带来了新的希望。