日前日本一家知名連鎖燒肉店傳出有民眾因為吃了生牛肉,而導致中毒的狀況出現,不僅造成八十多人送醫治療,還有民眾不幸死亡,相關人員在他們體內檢驗出了出血性大腸菌,讓不少人「聞菌色變」。
不只日本生牛肉事件,之前引發社會各界討論的「超級細菌」亦讓許多人記憶猶新,從古至今,人類一直努力與細菌進行對抗,世界各國科學家更想方設法提升抗生素,以改善細菌抗藥性日益強大的問題。
有鑑於此,中研院基因體研究中心團隊特別花了三年時間,透過「調整酵素」方式,發展出能將最後一線抗生素如萬古黴素、替考黴素提升近百倍療效的方法,為人類在這場「抗菌大戰」中搶得先機。
為何細菌會有抗藥性?就如同達爾文提出的「適者生存」理論,中研院基因體研究中心助研究員李宗璘表示,不只人類會進化,其實細菌也和病毒、其他生物一樣,會為了要在自然環境或宿主身上活下來而努力尋覓屬於自己的「生存之道」,雖然人類會使用抗生素來達到抑菌效果,但聰明的細菌也會透過讓細菌細胞壁增生、變厚或是從環境中獲得抗藥性基因等變異方式來進行演化,當細菌不斷變異的結果,就有可能演化出具有抗藥性的「超級細菌」。
以超級細菌─具甲基青黴素抗性金黃色葡萄球菌為例(MRSA),就只能仰賴最後一線抗生素的萬古黴素來給予治療。但醫學界也發現,在細菌不斷變異下,具萬古黴素抗藥性的金黃色葡萄球菌(VRSA)已經出現,讓目前抑菌成效最強的抗生素也陷入「無用武之地」的窘境。
李宗璘表示,「萬古黴素」和「替考拉寧」是抗生素種類中的最後一道防線,具有最強的抑菌成效。但醫學界也發現,病菌的抗藥性近來有愈來愈強之勢,因此如何提升抗生素療效也成為醫學界的當務之急。
為避免「望菌興嘆」,李宗璘帶領團隊投入提升抗生素療效的相關研究。研究人員以天然產物抗生素「A40926」為研究標的,利用X光蛋白質結晶學與生物化學的方式,完成參與抗生素A40926生合成酵素Dbv29的蛋白質結構解析,並進一步了解其催化作用的機制過程。
李宗璘表示,每種藥物都有其治療的標的物,以抗生素和細菌來說,兩者間的關係就像是「矛」與「盾」般的「抗衡狀態」。為破解抗藥性細菌用來抵制抗生素的「盾」,我們就必須提升抗生素「矛」的效能,才能讓細菌失去抗藥性,達到「以矛攻盾」的滅菌效果。
為此,研究團隊透過修改與調整酵素的方式,研發出新的數種化合物。接著再與「萬古黴素」及「替考拉寧」進行細菌株的抑菌實驗測試。
研究結果發現,其中一種化合物具有百倍以上的殺菌效果,能有效提升抗生素的現有療效。