生物信息学揭示了一种可回避耐药性的新型双功能抗生素

通过生物信息学勘察，研究人员发现并合成了一种受自然启发的新型双功能脂肽抗生素，它出现耐药的可能性低。该抗生素化合物被作者命名为cilagicin，它在实验室的测试中对数种革兰氏阳性菌显示出强效且广泛的抗菌活性，其中包括难治性耐药菌株（如艰难梭菌和耐万古霉素的肠球菌），使其成为有吸引力的对抗耐药性病原体的候选药物。对广泛使用抗生素的耐药性的不断出现威胁着全球人类健康。因此，发现可以绕过现有临床耐药机制作用模式的新型抗生素的需要仍十分迫切。细菌基因组测序工作导致了生物合成基因簇（BGCs）的发现，这些BGCs可能包含具有不同作用模式抗生素生物合成的遗传指令，这对加速抗生素的发现或有帮助。然而，这些BGCs中有许多尚未得到描述。通过分析近1万个细菌基因组，Zongqiang Wang和同事在土壤细菌胶质类芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus）的基因组中发现了一种独特的脂肽BCG。Wang等人接着用生物信息学算法来预测该BCG编码的可能的化合物。利用这些预测，他们用化学方法合成了这些化合物。这些脂肽化合物中有一种（即cilagicin）被发现能抑制某些致病菌的细胞壁生物合成，并最终导致细菌细胞死亡。更重要的是，Wang等人在实验过程中没有观察到演变出的对cilagicin的耐药性。Ryan Seipke在一篇相关的《视角》中写道：“虽然cilagicin的临床应用……可能需要时间，但Wang等人已经为将来的抗生素发现制定了一个鼓舞人心的跨学科路线图，它可能会扭转我们与抗生素耐药性斗争的局面。”Seipke指出，cilagicin开发接下来的主要步骤是吸收、分布、代谢、排泄和毒性研究；它们可能揭示在进入临床试验之前需要做进一步的结构优化。