新裝置培養出實驗室無法生長的細菌
許多種抗生素都是在上個世紀中葉被科學家發現，但這其實隱含了一個很大的缺陷：因為技術不夠，有很多有潛力可以變成抗生素的菌種，因為無法在實驗室的培養皿中生長，所以沒有辦法變成被研究的對象。最新一期「自然」雜誌刊登波士頓東北大學的一項研究，展示一項新的技術，從過去被遺忘的 Eleftheria terrae 菌中，找到這次研究的主角 teixobactin。
東北大學教授 Kim Lewis 與他的團隊，利用一種稱為 iChip 的裝置，可以先把要研究的細菌分離出來，並置於隔離的空間內；接著把裝置埋進土裡，讓環境中某些有助細菌生長的分子滲透進去，讓目標細菌在一個比實驗室更自然的環境中生長。根據他們的成果，原本在實驗室環境只有 1% 成長機會的細菌，現在可以提昇到 50%。
許多種抗生素都是在上個世紀中葉被科學家發現，但這其實隱含了一個很大的缺陷：因為技術不夠，有很多有潛力可以變成抗生素的菌種，因為無法在實驗室的培養皿中生長，所以沒有辦法變成被研究的對象。最新一期「自然」雜誌刊登波士頓東北大學的一項研究，展示一項新的技術，從過去被遺忘的 Eleftheria terrae 菌中，找到這次研究的主角 teixobactin。
東北大學教授 Kim Lewis 與他的團隊，利用一種稱為 iChip 的裝置，可以先把要研究的細菌分離出來，並置於隔離的空間內；接著把裝置埋進土裡，讓環境中某些有助細菌生長的分子滲透進去，讓目標細菌在一個比實驗室更自然的環境中生長。根據他們的成果，原本在實驗室環境只有 1% 成長機會的細菌，現在可以提昇到 50%。
Photo credit: Adam Clarke
抗藥性=換鎖
利用這個裝置，研究團隊培養出一萬種過去被忽略的菌種，並實驗誰能打敗小鼠體內死的「超級金黃色葡萄球菌」(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)。他們最後發現有 25 種具有潛力，teixobactin 是其中最具優勢的一個。主要原因在於，抗生素的主要作戰方式之一很類似「鑰匙與鎖孔」的關係，抗生素是鑰匙，細菌細胞表面的特定蛋白質分子是鎖孔，兩個對上就可以攻擊。抗藥性的產生來自於細菌透過演化突變改變了蛋白質分子的結構，等於換了鎖，原有的鑰匙就無用了。
然而，teixobactin 是以綁定細菌細胞壁上的脂類分子為攻擊方式，那是組成細胞壁的基本架構，細菌很難以改變細胞壁組成去規避 teixobactin。
抗藥性=換鎖
利用這個裝置，研究團隊培養出一萬種過去被忽略的菌種，並實驗誰能打敗小鼠體內死的「超級金黃色葡萄球菌」(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)。他們最後發現有 25 種具有潛力，teixobactin 是其中最具優勢的一個。主要原因在於，抗生素的主要作戰方式之一很類似「鑰匙與鎖孔」的關係，抗生素是鑰匙，細菌細胞表面的特定蛋白質分子是鎖孔，兩個對上就可以攻擊。抗藥性的產生來自於細菌透過演化突變改變了蛋白質分子的結構，等於換了鎖，原有的鑰匙就無用了。
然而，teixobactin 是以綁定細菌細胞壁上的脂類分子為攻擊方式，那是組成細胞壁的基本架構，細菌很難以改變細胞壁組成去規避 teixobactin。
這就是新發現的細菌Eleftheria terrae。
好消息與壞消息
另一個好消息是，除了 MRSA，另一種很難搞的結核桿菌 (Mycobacterium tuberculosis)、也就是造成結核病的病原，同樣也可以被 teixobactin 殺死，不過英國卡迪夫大學微生物學家 Timothy Walsh 提醒這是很初步的實驗結果，未來應該擴大實驗的規模，試驗更多種菌株看效果如何，尤其是最近才從結核病患身上取得的菌株。
另一方面，生技公司專家也提醒抗生素往往因為其他毒性副作用而無法真正成為藥物，teixobactin 雖未在小鼠身上產生毒性，但人體部份仍須謹慎。同時 teixobactin 沒有辦法殺死革蘭氏陰性菌是它的一大缺點，例如致命的克雷伯氏肺炎菌 (Klebsiella pneumoniae)。
如果非要加上一個期限…
不過，Walsh 看好 iChip 技術可以為革蘭氏陰性菌造成的感染問題提出解決之道。事實上，能夠突破現有實驗室的限制，培養出原先無法被觀察與實驗的細菌，本身就已經是影響深遠的成果了。
如果非要把 teixobactin 產生抗藥性加上一個期限，Lewis 希望是三十年。因為機制類似的另一款抗生素 vancomycin 在 30 年後才有細菌產生抗藥性。
（圖片來源：Northeastern University）
相關資訊：A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance
Promising antibiotic discovered in microbial ‘dark matter’
Microbe found in grassy field contains powerful antibiotic
延伸閱讀：《巴西發現超級細菌 2016奧運堪憂》
《研究：手機反映人身上的微生物世界》
《為什麼最好別按醫院電梯的按鈕？》
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好消息與壞消息
另一個好消息是，除了 MRSA，另一種很難搞的結核桿菌 (Mycobacterium tuberculosis)、也就是造成結核病的病原，同樣也可以被 teixobactin 殺死，不過英國卡迪夫大學微生物學家 Timothy Walsh 提醒這是很初步的實驗結果，未來應該擴大實驗的規模，試驗更多種菌株看效果如何，尤其是最近才從結核病患身上取得的菌株。
另一方面，生技公司專家也提醒抗生素往往因為其他毒性副作用而無法真正成為藥物，teixobactin 雖未在小鼠身上產生毒性，但人體部份仍須謹慎。同時 teixobactin 沒有辦法殺死革蘭氏陰性菌是它的一大缺點，例如致命的克雷伯氏肺炎菌 (Klebsiella pneumoniae)。
如果非要加上一個期限…
不過，Walsh 看好 iChip 技術可以為革蘭氏陰性菌造成的感染問題提出解決之道。事實上，能夠突破現有實驗室的限制，培養出原先無法被觀察與實驗的細菌，本身就已經是影響深遠的成果了。
如果非要把 teixobactin 產生抗藥性加上一個期限，Lewis 希望是三十年。因為機制類似的另一款抗生素 vancomycin 在 30 年後才有細菌產生抗藥性。
（圖片來源：Northeastern University）
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