防堵細菌感染有新招 靠細菌載體攻破「生物膜」防護罩

防堵細菌感染有新招 靠細菌載體攻破「生物膜」防護罩。(示意圖/Shutterstock)

在使用心律調節器、導管等侵入式醫療器材的情境下，爲了防止細菌感染，病人都會需要在一段時間內穩定服用抗生素。但有時候服用抗生素仍會引發感染，這是因爲細菌會聚集在醫材表面形成生物膜（biofilm），這層薄膜很難穿透，能讓細菌抵禦抗生素及抗菌劑的攻擊。

西班牙基因調控中心（Centre for Genomic Regulation CRG）團隊研發出能夠破解生物膜防護罩的技術，該技術正是透過改造另一種原本也能感染人體的細菌，將改造後細菌注射進小鼠體內後，能分解組成生物膜的細菌細胞壁，有效使感染機率降低 82%。研究結果發佈於《Molecular Systems Biology》。

●細菌載體有何特色？

這項技術採用的細菌載體 Mycoplasma pneumoniae 主要生存在人體呼吸道，感染會引發肺炎。但當作載體卻有兩個主要優勢：

1. 其基因組特殊，可降低在生物體內造成基因轉移的風險；

2. 這種細菌沒有細胞壁，且會分泌可分解生物膜細菌細胞壁的蛋白。

研究團隊將 M. pneumoniae 以基因改良降低感染肺炎的致病力，並提升該細菌分泌可分解生物膜因子，再用這項「活醫療載體」（living medicine）攻擊金黃色葡萄球（Staphylococcus aureus）。

●細菌感染主要兇手：金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌是生物膜中的常見細菌，因爲傳統抗生素治療對這種細菌沒有效果，因此患者只能靠頻繁更換侵入式醫療器具避免感染。且相較一般細菌，金黃色葡萄球菌對抗生素產生抗藥性的機率高了 1000 倍。

結果顯示在小鼠體內注射改良後的 M. pneumoniae，能使金黃色葡萄球菌感染的發生率降低 82%。醫院中發生的細菌感染事件有 80% 都由金黃色葡萄球菌造成，因此研究團隊預計在 2023 年啓動人體試驗驗證。

●改善侵入式醫療器具造成的細菌感染

此項研究提出了可以改善因侵入式醫療器材造成細菌感染的方法。細菌載體不僅相較抗生素或抗菌劑治療更便宜、安全，且細菌的基因體偏小，利於進行基因改造，傳送進入生物體後也能持續分泌治療分子。

這項技術有效抑制金黃色葡萄球菌生長，金黃色葡萄球菌主要生長在肺部，常造成鼻胃管感染，這也是將來能應用改善慢性疾病治療的方向。