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由本院生物化學研究所特聘研究員兼副院長王惠鈞院士與美國學者共同領導的台美國際研究團隊，今天成功針對金黃色葡萄球菌發表嶄新的可能療法。此篇研究論文於台灣時間2月15日凌晨在「科學」期刊(ScienceXpress)刊登。金黃色葡萄菌是一種極度危險的細菌，許多醫院及社區感染就是由甲氧苯青黴素抗藥性金黃葡萄球菌MRSA (methicillin- resistant Staphylococcus aureus)所引起。

這項整合了化學、微生物學、以及結構生物學等跨領域的研究團隊，係鎖定致命性病原菌黃色葡萄菌為研究目標。金黃色葡萄球菌可以侵襲人類皮膚，軟組織，骨頭，關節，甚至導致菌血症。此次參與研究的美國聖地牙哥加大(UCSD) Victor Nizet教授曾於稍早的研究指出，金黃色葡萄球菌的致病關鍵因素之一，就是金黃色葡萄球菌會利用其葡萄金黃色素(Staphyloxanthin)將自己粉飾成金黃色，藉此逃脫人體白血球免疫系統的獵殺行動。Nizet教授表示：「我們發現，金黃色葡萄球菌利用其金黃色的盔甲來抵抗我們的免疫系統，這可能同時也是它唯一的弱點」。

王惠鈞副院長帶領本院生化所及台灣大學生化所研究團隊成功應用X-光繞射方法，解開金黃色葡萄球菌用以形成色素的第一步關鍵酵素之蛋白質結構，在整體研究上扮演非常重要的角色。王副院長表示：「合成此金黃色色素酵素的三維立體結構顯著的與人類鮫鯊烯合酶 (squalene synthase)相似，在人體內鮫鯊烯合酶負責參與膽固醇的合成。」「此外，我們的分子結構更精確顯示出，降低膽固醇的藥物與金黃色葡萄球菌的酵素結合，進而阻擾了細菌色素的形成。」王副院長是目前基因體醫學國家型科技計畫的總主持人。他表示，在台灣國科會所補助成立的基因體醫學國家型科技計畫(National Research Program for Genomic Medicine; NRPGM)，與中研院結構生物學團隊的不斷累積經驗下，研究團隊才能在短時間內，解開許多謎題。

同列為此項研究指導者美國伊利諾大學香檳校區化學與生物物理學Eric Oldfield教授則發現，葡萄金黃色素的生合成過程與自然界中人類膽固醇合成有些許相似，並推測葡萄金黃色素可成為一個新的藥物標定物。「我們臆測，目前一些原設計於降低膽固醇的化合物可重新找到新的標定物，那就是治療嚴重金黃色葡萄球菌的感染。」Oldfield實驗室團隊緊接著合成並分析許多相同生化特性的化合物，結果顯示的確如其所預期，這些化合物可以有效抑制葡萄金黃色素的產生。「雖然尚未上市，但有些相當有效的金黃色葡萄球菌之色素抑制劑已經在治療人類高膽固醇的測試上通過多方臨床試驗。因此，這些抑制劑將可成為安全且是可被接受的藥物治療。」Oldfield教授表示。

美國聖地牙哥加大Nizet教授的研究團隊與位於洛杉磯Cedars-Sinai醫學中心的免疫生物機構之助教授George Liu，則提供此項研究的最後確認證據。他們發現，經過色素抑制劑處理的金黃色葡萄球菌較容易被人類白血球獵殺；且在嚴重感染金黃色葡萄球菌的老鼠模式中，老鼠的菌數明顯降低。「這是一個全新扭轉對抗病菌的治療方式。」Liu表示。「並非藉由直接殺死細菌，而是將金黃色葡萄球菌解除武裝，使我們的免疫系統能有效地清除感染。」

「這項跨領域研究結合了化學，微生物學及結構生物學。令人振奮的是，由我們的研究已明確將此葡萄金黃色素合成酵素之兩個受質結合位置確實定位，設計出針對此酵素更具效用的藥物更是指日可待。以蛋白質結構學的角度深遠來看，此亦提供在未來降低膽固醇之藥物設計相當重要的工具。」王惠鈞副院長表示。

這些研究學者對此針對抑制金黃色葡萄球菌色素形成的治療方法，指出其具有潛力的優點。其中包含：細菌在抵抗藥物的演化上較不具選擇性壓力(selective pressure)，在常在菌叢(normal flora)中有較小副作用，並且可與其他傳統抗生素協同使用。這個研究團隊希望，藉由結合生技產業，希望在不久的將來可將這個方法應用於難以治療的MRSA感染之人體臨床試驗上。

此次研究經費係由本院贊助，國科會基因體醫學國家型科技計畫則補助國家同步輻射研究中心(NSRRC)之蛋白質晶體學設施。參與此項研究的學者包括：台灣大學生化科學研究所博士班學生劉佳宜、中研院鄭文義博士、美國伊利諾大學香檳校區(UIUC)Yongcheng Song博士、Fenglin Yin博士、及美國聖地牙哥加州大學(UCSD) Mary Hensler博士。