中研院破解表皮葡萄球菌抗藥性之謎 有助抗生素設計

◆ 表皮葡萄球菌抗藥性 中研院破解了

【聯合晚報╱記者林進修/台北報導】2010.04.28

中央研究院研究團隊成功解開表皮葡萄球菌產生抗藥性的機制，為全球醫界打了一劑興奮劑，未來能據此研發出可避開抗藥性的抗生素，徹底殲滅入侵細菌，為人類找出另一條活路。

這篇由中研院副院長王惠鈞領軍完成的研究論文，今天刊登在重量級國際期刊「美國國家科學院期刊」（PNAS)，中研院也同步發表這項研究成果。

隨著抗生素的廣泛使用，金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌等細菌的抗藥性也不斷增強，成為臨床醫療的棘手問題，有越來越多病人因感染具嚴重抗藥性的細菌，面臨無藥可治的窘境，最後不治死亡。

也因此，近年來全球科學界均積極研究，期能找出細菌抗藥性的機制，再據此研發更有效的抗生素，在這場人類與細菌的艱苦戰役中，再度取得上風。如今，中研院成功解開表皮葡萄球菌的抗藥機制，引起國際矚目。

參與研究的台灣大學生化科學研究所博士生張育銘表示，研究鎖定表皮葡萄球菌TcaR(轉錄因子調節蛋白質)，是一種細菌才有的蛋白質，掌控細菌生物膜的製造與形成。有了這個生物膜，細菌就像穿上一層防護罩，可以扺擋抗生素或環境等外來物質的攻擊。

摸清表皮葡萄球菌產生抗藥性的底細後，張育銘樂觀認為，未來人類將可設計並研發出不被TcaR「抓住」的抗生素，一舉殲滅沒有生物膜保護的細菌，解決越來越多病人找不到抗生素治療的問題。



◆ 破解菌種抗藥性 解決院內感染

【中廣新聞／陳奕華】2010-04-28 中國時報

院內感染向來是臨床醫療的棘手問題，但是隨著抗生素廣泛使用，抗藥性也不斷增加，中央研究院日前揭開感染頭號菌種「表皮葡萄球菌」的抗藥機制，研究團隊發現，表皮葡萄球菌內，一種名為「TcaR」的蛋白質，扮演類似守門員角色，一旦發現抗生素，會開啟葡萄球菌的防護罩「生物膜」，抵禦抗生素攻擊，也就是啟動了抗藥性，研究成果有助於未來設計出更具效果的藥物，研究結果獲得國際肯定，發表在「美國國家科學院期刊」。

人或動物一旦感染葡萄球菌屬，會導致皮膚感染、肺炎、食物中毒甚至是敗血症，寄宿在人類皮膚上的表皮葡萄球菌，平常雖然對健康沒有影響，但是對於免疫力低的病人，卻會造成嚴重感染，甚至致命，多年來，科學家想盡辦法，透過多方實驗，想解開葡萄球菌啟動抗藥性的謎題。而經過四年多的研究，中研院副院長王惠鈞領導的研究團隊，首度揭開了致病性表皮葡萄球菌的抗藥機制。

研究團隊發現，表皮葡萄球菌是利用生物膜作為抵抗機制，平常是處於關閉狀態，不過一旦有抗生素入侵，一種名為「TcaR」的蛋白質，會跑去跟抗生素結合，改變結構，並打開生物膜的開關，好迎戰抗生素的攻擊，也就是啟動抗藥性。

研究團隊之一、台灣大學生化科學研究所博士生張育銘說：「TcaR平常結合在DNA上面，把開關關掉，有點像抑制的角色，但是今天如果抗生素進來到細菌體內，它就會跟TcaR結合，然後改變它的結構，讓它從DNA釋放出來，就變成開關打開了，開關打開，基因就可以大量表現，去製造生物膜，去抵禦抗生素的攻擊。」

研究團隊解出葡萄球菌生物膜操縱TcaR的3D立體結構，有助於篩選現有的抗生素，可殺死葡萄球菌卻又不會啟動生物膜開關，出現抗藥性，未來也能做為抗生素藥物設計的重要工具。這項生物學的創新研究成果，在四月二十七號，發表在國際重要期刊「美國國家科學期刊」中。



◆ 解開葡萄球菌百藥不侵之謎

台灣新生報／記者蘇湘雲／台北報導 2010/04/29

葡萄球菌是醫療院所院內感染頭號菌種，隨著抗生素廣泛使用，葡萄球菌抗藥性程度也越來越嚴重，幾乎快要「百藥不侵」。中研院王惠鈞副院長研究團隊發現促使葡萄球菌產生抗藥性的罪魁禍首，就是細菌基因操控因子「TcaR」，這種因子讓細菌製造生物膜，抵擋後續抗生素進攻，抗生素也就一一失效。

這項微生物學的創新研究，四月二十七日發表在國際重要期刊「美國國家科學院期刊」（PNAS）。國立台灣大學生化科學研究所博士生張育銘也參與研究計畫。張育銘解釋，這次研究使用的菌種是致命性表皮葡萄球菌，一旦感染這種細菌，可能出現敗血症、骨髓炎、化膿性關節炎等疾病。

張育銘進一步解釋，葡萄球菌屬（Staphylococcus）共有三十二類與八種次類。人或動物感染後會引起皮膚感染、肺炎、食物中毒與敗血症。其中，寄宿於人類皮膚上的表皮葡萄球菌，日常對健康並無影響，但對於免疫力低的病人，卻容易造成嚴重感染，甚至致命。多年來，科學家們莫不想盡辦法，多方實驗，想解開葡萄球菌啟動抗藥性的謎題。

這次研究首次發現，當抗生素侵入細菌體內並與TcaR結合，會使TcaR發生結構變化，細菌為求自我保護會合成生物膜，抵擋抗生素入侵，細菌便出現抗藥性。張育銘指出，金黃色葡萄球菌的結構和表皮葡萄球菌很類似，出現抗藥性原理應該也是一樣。

這次研究共使用盤尼西林、青黴素、新青黴素、鏈黴素、康黴素和見大黴素等六種抗生素，都是第一線用藥，其中康黴素最會引起細胞製造生物膜，進而產生抗藥性。



◆ 表皮葡萄球菌抗藥 中研院揭密

自由時報 2010.04.28

〔記者謝文華／台北報導〕被全球醫療院所鎖定為院內感染前五大菌種—表皮葡萄球菌，抗藥性不斷增強，成為臨床醫療的棘手問題。中央研究院副院長王惠鈞領導的生化所團隊，成功揭開致病性表皮葡萄球菌的抗藥機制。

這項微生物學研究成果，刊登在最新一期「美國國家科學院期刊」。王惠鈞院士表示，「研究已明確定位葡萄球菌『操縱子』與抗生素結合的位置；未來可望設計降低抗藥性藥物，及提供設計抗生素藥物重要工具。」

第一作者、台大生化科學研究所博士生張育銘說，葡萄球菌會利用生物膜，對抗抗生素、藥物的侵犯。研究發現，葡萄球菌有個「操縱子」—TcaR，它就像把鎖，當抗生素侵入細菌體內與TcaR結合，促成生物膜合成功能，並啟動抗藥性。

寄宿於人類皮膚上的表皮葡萄球菌，日常對健康無影響，但對免疫力低的病人卻會造成嚴重感染，甚至致命。團隊以四年時間研究，了解表皮葡萄球菌如何應用抗生素催化相關抗藥機制。下一步將投入院內感染首號菌種—金黃色葡萄球菌的抗藥性研究。

張育銘的實驗室，堆滿九把刀和藤井樹的小說，因為每天在實驗室待十二個小時，紓壓方式就是睡前寫小說。四年來，他以筆名「史坦利」寫小說，已出版「甜蜜惡作劇」、「最後一顆，櫻桃」校園愛情網路小說。

※ 相關報導：

＊ Structural study of TcaR and its complexes with multiple antibiotics from Staphylococcus epidermidis
http://www.pnas.org/content/early/2010/04/20/0913302107.abstract

Yu-Ming Chang（張育銘）, Wen-Yih Jeng, Tzu-Ping Ko,
Yao-Jen Yeha, Cammy K.-M. Chen, and
Andrew H.-J. Wang（王惠鈞）
PNAS, print April 26, 2010, Free via Open Access
doi: 10.1073/pnas.0913302107

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