1.6亿年前蛋白复活 强力对抗超级耐药菌 | 科学前沿

1.6亿年前蛋白复活 强力对抗超级耐药菌 |... — Analysis

导语：根据俄勒冈大学研究团队在《PLOS生物学》发表的最新成果，科学家通过祖先序列重建技术，成功复活了源自1.6亿年前胎盘哺乳动物祖先的抗菌蛋白。这些被称为“乳铁蛋白衍生抗菌肽”的古老分子，在实验室测试中对多种耐药细菌展现出比现代人类版本更强大的杀灭能力，为应对日益严峻的抗生素耐药危机开辟了全新思路。

从进化档案中挖掘抗菌武器

根据俄勒冈大学提供的新闻稿，这项研究由进化生物学家马特·巴伯（Matt Barber）领导，其团队追踪了乳铁蛋白这一关键免疫蛋白的进化历史。乳铁蛋白存在于乳汁、泪液、唾液、鼻涕和肠道黏液等几乎所有体液中，其核心功能之一是结合铁离子，剥夺病原体生存所需的铁元素。但更关键的是，乳铁蛋白内部还隐藏着一个可直接破坏细菌细胞膜的抗菌肽片段。巴伯表示：“对于我们这些研究病原细菌的人来说，抗生素是20世纪医学最大突破之一的认知始终萦绕心头，但细菌早已在持续进化出耐药性。”这项工作的意义在于，通过复活远古版本的抗菌肽，或许能找到对抗耐药菌的新方法。

追溯1.6亿年的进化足迹

研究团队对比了现存物种（包括人类、牛等）中乳铁蛋白的基因序列，利用统计方法推断出其共同祖先最可能的遗传序列，将重构时间回溯至约1.6亿年前的侏罗纪末期——即胎盘哺乳动物最早出现的时期。论文第一作者、博士生蒂塔斯·西尔（Titas Sil）表示：“抗菌肽是人体第一道防线的关键部分，能针对多种病原体，科学家一直尝试合成各种抗菌肽用于治疗。”她通过合成预测的祖先基因，在实验室中生产出这些远古蛋白。

实验室复活与测试结果

蒂塔斯·西尔将复活后的抗菌肽对多种人类病原体（包括铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和链球菌）进行了测试。结果显示，最古老的肽段虽然能破坏细菌膜，但细菌能够修复损伤并存活。而进化年代较近（距今数百万年）的版本，效力逐渐增强，部分甚至超过了现代人类的对应肽段。以下表格总结了不同时代肽段的表现差异：

单点突变带来的惊人效应

研究人员发现，效力提升的关键竟来自一个极其微小的结构变化：乳铁蛋白抗菌肽中单个氨基酸的替换（即一个点突变）就足以让杀灭能力大幅跃升。巴伯表示：“令人惊讶且出乎意料的是，这些结构域中的微小变化竟能产生如此巨大的效果。临床上已有使用人类乳铁蛋白肽衍生物治疗感染的试验，但西尔的研究表明，进化不需要太多改变就能让肽段活性超越人类版本。” 不过，研究团队也谨慎指出，复活肽段目前不能直接成为药物——它们比传统抗生素稳定性差，在体内会迅速降解。

进化启示：如何设计更难被细菌抵抗的疗法

这项工作的真正价值在于提供进化视角。巴伯强调：“进化本质上是一场持续数十亿年的科学实验。我们能看到的都是自然选择筛选出的有效或无效结果。”通过理解远古抗菌肽如何随时间变化，研究人员可以设计出更巧妙的治疗策略：比如组合使用多个靶点的抗菌分子，或提前预测细菌可能产生的抗性突变路径。西尔补充：“如果了解病原体对抗菌肽产生抗性的机制，就能找到更好的靶向方法或组合疗法，让细菌难以逃脱。”

FAQ段

Q1: 这项发现是否意味着很快就能用上基于古老蛋白的抗生素？

A1: 不能。目前这些复活肽段仅在实验室中进行了测试，且存在稳定性差、易降解等问题。研究主要目的是理解进化规律，为未来设计新药提供蓝图，而非直接成药。

Q2: 为什么古老肽段反而比现代人类版本更有效？

A2: 进化过程并非线性优化。现代人类肽段在免疫系统中可能还承担其他调控功能，因而受到限制；而某些远古版本在特定生态条件下被优化出更纯粹的抗菌活性。单个氨基酸突变就足以造成巨大差异，这提示自然界的“实验”可能已探索出人类尚未尝试的氨基酸组合。

展望：进化医学的曙光

这项发表于2026年9月28日的研究，由美国国立卫生研究院资助，相关论文发表于《PLOS生物学》（DOI: 10.1371/journal.pbio.3003932）。美国国家过敏症和传染病研究所等机构的专家也在跟进类似工作。用巴伯的话说：“如果能预判细菌如何对抗菌肽产生耐药，我们就能设计出更好的武器。”复活古老蛋白的方法，正为抗生素耐药危机提供来自进化深处的突破性工具。

Market Overview

科学家复活1.6亿年前胎盘哺乳动物的抗菌肽，发现部分肽段对抗耐药菌效果优于现代人类版本。进化重建技术为设计新一代抗生素提供独特思路，有望应对全球抗生素耐药危机。