新型抗菌肽可對付超級細菌！來自瀕危的科莫多龍

科學家在科莫多巨蜥的血漿內發現了能夠抑制細菌感染的多肽，並在其基礎上合成了更加強大的抗菌物質。

撰文《環球科學》特約記者 陳耕石

在印度尼西亞的科莫多島上，生存著一種古老的爬行動物。為了避免糾結於科莫多龍還是科莫多「拽根」這個問題，我們暫且用「科莫多巨蜥」這個中文正名（Varanus komodoensis, komodo dragon）來稱呼它。傳說科莫多巨蜥會潛伏在水源地附近，咬傷前來飲水的獵物，之後繼續在原地等待，科莫多巨蜥口腔里含有的大量致命細菌會使不幸的獵物迅速感染，全身性感染的獵物會感到口渴難耐，會回到水源地飲水並倒斃在附近，這時等候於此的科莫多巨蜥就可以大快朵頤了。

儘管2011年的研究表明，幫助科莫多巨蜥捕獵的可能是其分泌的毒液，但是經常以腐肉為食的科莫多巨蜥口腔和消化道中存在大量致病菌確是不爭的事實。不過，科莫多巨蜥本身卻極少被細菌性疾病感染。正因為如此，生物學家和醫生一直對這種體型龐大的爬行動物寄予厚望，認為其體內一定含有某些能夠抵抗細菌感染的特殊物質。

美國喬治梅森大學的Monique van Hoek團隊一直試圖尋找這種抗菌物質。他們從科莫多巨蜥的血漿中分離出了一種具有抗菌活性的短鏈肽，並將其命名為抗菌肽vk-25。在實驗室中，這種由14個氨基酸構成的短肽展現出了抑制多種細菌生長的能力，包括金黃色葡萄球菌（S. aureus）和綠膿桿菌（P. aeruginosa）等。然而，科莫多巨蜥據估計目前世界僅存3000餘只，從如此稀少的動物體內提取抗菌物質是不現實的。

最近，發現vk-25的Hoek團隊親自解決了這個問題：通過化學合成短肽！而人工合成的短肽抗菌活性甚至超過了科莫多巨蜥體內的抗菌肽。這一研究成果被發表在了最近的《npj－生物膜和菌群》上。

Hoek在研究中發現，從科莫多巨蜥血漿中分離出的vk-25抗菌肽的抗菌活性與其他有抗菌作用的多肽，如人抗菌肽LL-37相比，活性較低。他們推測，造成vk-25活性降低的原因可能是其容易被細菌降解，而更改氨基酸組成會改變整個抗菌肽的帶電性，根據目前的推測，抗菌肽的帶電性對於其活性極為關鍵。Hoek等人想到了一個巧妙的方法，在合成人工抗菌肽時，將原來vk-25氨基端的絲氨酸和脯氨酸對調位置，希望在既不改變短肽分子量，也不改變整體帶電的情況下，降低抗菌肽在細菌菌體內的降解速度，從而提高抗菌活性。為了表明這種新的合成抗菌肽的設計是基於科莫多巨蜥（Komodo dragon）體內的物質，Hoek將新合成的抗菌肽命名為DRGN-1。

試驗數據證明了Hoek等人的預測。新合成的DRGN-1抗菌肽在抗菌活性上達到了Vk-25五倍的水平，接近了人抗菌肽LL-37的水平。DRGN-1不但在培養皿中表現出了優異的抗菌活性，還在動物實驗中表現出了減輕感染癥狀和促進創面癒合的作用。

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細菌個體會分泌一類物質用於增強菌落附著力，包裹並保護菌落，被稱作生物膜。在某些細菌感染（特別是傷口感染）的情況下，生物膜能夠阻礙創面癒合，同時阻止抗菌藥物進入菌落殺傷細菌。Hoek等用複合接種了金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌的生物膜去侵染小鼠的傷口，小鼠創口出現了預期的細菌感染的化膿癥狀。接下來他們分別用三種抗菌肽：vk-25 DRGN-1和LL-33處理小鼠的感染傷口，結果顯示三種抗菌肽治療的小鼠傷口癒合速度明顯快於對照，而其中DRGN-1的效果最為理想。

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金黃色葡萄球菌和綠膿桿菌都屬於條件性致病菌，一旦在人體造成嚴重感染，均能夠致命。長期以來醫生一直使用抗生素對抗重症感染，近年來不斷出現多重抗藥菌株使得醫生在面對金黃色葡萄球菌、綠膿桿菌等引起的重症感染時變得束手無策。抗菌肽的抑菌機理和傳統抗生素並不相同，Hoek等的研究也許會在將來為一線臨床醫師提供一種全新的抗菌武器。

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科莫多巨蜥等食腐肉動物並不那麼可愛，我們為什麼還要保護它們？能夠幫助人類開發抗菌藥物似乎是個不錯的理由。

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