肆虐人類整整9000年的“白色瘟疫”,一個在新冠之前霸榜全球致死率之首的頂級殺手,剛剛被科學家徹底抓住了命門——只需按下一個微小的基因開關,就能讓這種頑固病菌的數量瞬間暴跌100倍,在宿主體內“窒息”而亡。
如果這項技術最終通過臨床驗證,困擾人類文明數千年的肺結核(TB),或許真的要像天花一樣,被扔進歷史的垃圾堆了。
這項重磅研究由美國亞利桑那州立大學(ASU)的微生物學家Shelley Haydel團隊主導,2025年10月30日剛剛發表在權威期刊《美國化學會:傳染病》上。這不是一次普通的藥物改良,而是一場針對細菌“心臟”的精準降維打擊。
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你以為肺結核已經離我們很遠了嗎?
錯得離譜。在新冠大流行之前,它是全球頭號傳染病殺手。而在新冠肆虐期間,由于醫療資源的擠兌,這個被古人稱為“國王的邪惡”的古老病魔,正在陰暗的角落里悄然復蘇。從加利福尼亞到紐約,這種狡猾的細菌正在重新抬頭,甚至產生耐藥性,讓現代醫學束手無策。
結核分枝桿菌(Mycobacterium tuberculosis),這是一種極其頑固的生物。它有一層厚厚的蠟狀外殼,普通的抗生素很難攻破。它可以潛伏在人體肺部幾十年,像一顆不知何時會引爆的定時炸彈。
幾百年來,人類一直在尋找徹底殺死它的方法,但總是無法斬草除根。
直到今天,科學家們在顯微鏡下,終于看到了它盔甲下那個致命的破綻。
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Shelley Haydel教授的團隊并沒有像往常一樣去攻擊細菌的細胞壁,而是把目光投向了更深處——能量
任何生物要活下去,都需要呼吸,需要能量。細菌也不例外。在結核桿菌的體內,有一個被稱為PrrAB的雙組分系統。
在此之前,人們只知道它存在;但現在,科學家發現,這個 PrrAB 居然是結核桿菌的“中央處理器”兼“心肺系統”。它負責調節細菌的呼吸作用和氧化磷酸化過程,簡單來說,它決定了細菌能不能把氧氣轉化成維持生命的能量分子(ATP)。
那么,如果把這個開關關掉,會發生什么?
為了驗證這個猜想,研究團隊祭出了生物學界的神器——CRISPR干擾技術(CRISPRi)
這是一場微觀世界的“切斷電源”行動。當研究人員利用 CRISPRi 技術精準抑制了prrAB基因的表達時,令人震驚的一幕發生了:
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結核桿菌直接“崩潰”了。
沒有了 PrrAB 的指揮,細菌無法進行正常的呼吸作用,能量供應鏈斷裂。在實驗室的培養皿中,被關閉了該基因的結核桿菌數量呈斷崖式下跌,足足減少了近100倍。
這真是一個絕妙的諷刺:一種專門攻擊人類呼吸系統的細菌,最終因為自己的呼吸系統被切斷而滅亡。
雖然 CRISPR 技術很酷,但要把它直接變成這就塞進患者嘴里的藥片,目前還有難度。我們需要一種能模擬這種“關閘”效果的化學武器。
這時,一種代號為DAT-48的實驗性化合物走到了聚光燈下。
DAT-48 并非新面孔,科學家早就知道它能殺結核菌,但一直沒搞清楚它是怎么殺的。這就像你手里有一把槍,但這把槍以前是盲射,現在終于裝上了瞄準鏡。
Haydel 團隊的研究揭開了謎底:DAT-48 殺菌的原理,正是因為它精準地卡住了 PrrAB 系統!
分子對接模型顯示,DAT-48 像一把特制的鑰匙,直接插進了 PrrAB 傳感器激酶的 ATP 口袋里,死死鎖住了細菌獲取能量的通道。
更令人興奮的是“組合拳”的威力。
當研究人員將 DAT-48 與現有的抗結核藥物(如貝達喹啉)聯合使用時,奇跡發生了:由于 PrrAB 系統受損,細菌變得極其脆弱,原本可能產生耐藥性的細菌也被一波帶走。這不僅是殺菌,簡直是“滿門抄斬”。
在醫學界,最怕的就是“殺敵一千,自損八百”。廣譜抗生素往往會把人體內的有益菌也一并殺死,導致免疫力下降。
但 PrrAB 系統給人類帶來了一個巨大的驚喜。
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研究發現,雖然結核分枝桿菌離不開 PrrAB,但它的親戚——膿腫分枝桿菌(Mycobacterium abscessus)卻并不依賴這個系統。
這意味著什么?
這意味著針對 PrrAB 開發的藥物(如 DAT-48),是一把高精度的狙擊步槍,而不是狂轟濫炸的霰彈槍。它能在復雜的菌群中,只精準狙殺那個致病的結核惡魔,而對其他無辜的微生物“秋毫無犯”。
“這標志著 PrrAB 是結核分枝桿菌能量代謝的各種核心調節器。” 論文中這樣寫道。
雖然目前這些實驗還是在實驗室(in vitro)中完成的,但它指明了一條通往終局的道路。如果接下來的活體實驗(in vivo)能復現這一成果,那么困擾人類幾千年的結核病,或許真的要迎來它的末日。
從9000年前的墳墓,到19世紀的歐洲療養院,再到今天高科技實驗室里的基因開關。人類與結核病的這場漫長戰爭,終于看見了勝利的曙光。
這一次,我們可能真的要贏了。
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參考文獻:
- Haller, Y. A., Olvera, R. A., Yakimovich, L., Anderson, L., Heiligenstein, P., & Haydel, S. E. (2025). PrrAB is a Selective Therapeutic Target and Regulator of Respiration inMycobacterium tuberculosisAmerican Chemical Society: Infectious Diseases
- Rayne, E. (2025). Scientists Just Discovered How to Wipe Out the World’s Deadliest Infectious Disease.Popular Mechanics
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