抗生素耐药是全球性的难题之一，因此亟需开发新的抗生素。在近期的《自然》杂志上， 两组不同的研究人员都探索了用噬菌体运载的RNA引导性核酸酶（RNA-guided nucleases, RGN）作为抗微生物药物的可能。因为RGN可以通过特异性的RNA序列引导直接切断特异性的核苷酸序列，在原理上只要提供足够特异的导引RNA就可以选 择性地杀灭致病微生物。这一新的手段或许可以解决当今抗生素开发的两个核心难题：对耐药菌株足够强的抑制作用以及具有相对狭窄但精确的抗生谱。

除了抗生素的过度应用以外，造成抗生素耐药的原因还包括大多数抗生素无区别地 广泛杀伤细菌。通过选择性压力，这些抗生素导致微生物快速产生耐受基因，与之相反，选择性高的抗生素可以杀灭病原性微生物而不会造成其他微生物的选择压 力。从这种意义上来说窄谱的抗生素更为理想，尽管它需要依赖于准确诊断而且不适用于多种微生物感染。

开发窄谱药物往往具有挑战性，目前少有药物在临床应用，处于研发中的也仅有3 个化合物。这些化合物往往是种系特异的单靶点药物，非常容易由于细菌突变而失效。除此以外，小分子很难通过微生物膜屏障。所以RNG可能会成为窄谱药物的 新开发手段，尤其是它们非常安全，而且递送RGN的技术，比如噬粒，可以很好地解决药物跨膜的问题。

Citorik与Bikard两个小组的研究人员均采用CRISPR Cas9以序列特异方式剪切细菌的基因组。在细菌中，RGN是获得性免疫的一部分，用来剪切外来DNA。

2014年初，Gomma等人发现，用设计好的一类RGN可以清除两种微生物 混合菌落中的大肠埃希菌。Citorik与Bikard将这一概念进行了推广，他们各自设计出的RGN都以特异性的致病序列为靶点，二者均表现出体内活 性，降低了实验模型动物大蜡螟（Galleria mellonella）体内大肠埃希菌以及小鼠皮肤金黄色葡萄球菌的感染。尤为重要的是他们的RGN都表现出了对耐药菌株的杀伤作用。

Bikard的研究以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌mecA基因为靶点，将甲氧西 林耐药与敏感的金黄色葡萄球菌共同培养，发现可以将耐药菌株的数量从50%降低到0.4%。Citorik等人设计的RGN可选择性抑制氟喹诺酮耐药的大 肠埃希菌突变gyrAD87G，在极大降低其数量的同时不影响野生型大肠埃希菌的生存。更有趣的是一种RGN质粒pUSA02可以促使耐药金黄色葡萄球菌 免疫原性的产生。

这些年抗生素的发现受制于靶点或机理的认识不足，很少有比较新颖的候选化合物 问世。其中只有两类药物是窄谱的抗生素，其中一种FabI抑制剂主要用于治疗葡萄球菌感染，包括甲氧西林耐药的金黄色葡萄球菌，另一种为POL7080， 其适应症是绿脓假单胞菌的感染。那么RGN是否能够成为抗生素耐药的克服手段？该方法若想实际应用，除了安全性，最关键的可能还是提高药物递送系统的效 率。

尽管目前的数据令人鼓舞，药物的递送系统仍需进一步优化，例如究竟以质粒、缀 合质粒还是纳米粒为载体。另一个问题可能是它起效是否足够迅速，是否可以杀灭致病病原体的全部种群，种群中的一部分成员是否会逃过杀伤。经噬菌体NM1携 带的RGN处理后，仍有万分之一的细菌存活，这些细菌可能未接触到噬粒，或丢失了噬粒或可能收到的是质量不佳的噬粒。两篇文章均未说明由于形成突变而躲避 杀伤的数量，但对噬菌体递送系统的耐受无疑会增加存活细菌的数量，可能会造成二次治疗的失败。对于和递送系统偶联的RGN，其有效性受限于偶联效果而非 RGN自身的效果。正如Citorik所认为的，下一代作为递送系统的运载工具应当克服宿主的限制、吞噬耐受以及免疫原性。

细菌耐药性的现状要求有创新 性手段来开发新抗生素，与此同时，随着对肠道微生物组对人体健康影响重大的认识，愈发凸显了窄谱抗生素研发的紧迫性。RGN抗生素或许会真正解决这两个问 题，但距离成功还需要很长的时间，需要有效性与递送系统的优化。RGN可能会显示出与标准治疗手段相同的疗效并且不会导致微生物平衡破坏。这是一个令人兴 奋的工作，但这只是刚刚开始。

（作者：李秋实、梁星)

参考文献：Nature Biotechnology 2014;32: 1102-1104