媽媽奶水裡的「糖」是一種新型抗菌物

本文轉載自生物通網站

母乳是蛋白質、脂肪、糖類組成的成分不斷變化的混合物，有助於保護嬰兒免受細菌感染。

前陣子Facebook上一篇帖子被分享了7萬多次。 Mallory Smothers 上傳了一張自己的母乳照片，她發現兩袋母乳的顏色差異非常大。

左邊的母乳是她在周四晚上睡前擠的，她通常隔天早上起床後才會再次擠奶。Mallory 晚上每隔 2 個小時就會喂寶寶一次，星期五凌晨餵奶的時候她卻發現寶寶的呼吸不順、有點暴躁而且一直打噴嚏，可能是感冒了。結果當她早上擠奶的時候卻發現擠出來的母乳變成了右邊的那個顏色。

對這個狀況感到不解的 Mallory想到自己之前讀到一篇醫學文章，說母親的母乳會根據嬰兒的需求改變。當母親在喂母乳時，嬰兒的唾液會經由通道進入媽媽的體內，而乳腺的感測器會分析寶寶的唾液中有沒有細菌或病毒，如果感應到有什麼不對勁，就會改變母乳中的免疫成分，調整成專屬給寶寶的抗體母乳來保護寶寶。

過去，科學家普遍認為母乳中的抗菌特性源於其中的蛋白質。然而最近，范德堡大學一支由化學家和醫生組成的跨學科小組卻發現，人乳中的一些碳水化合物不僅自帶抗菌特性，還能提高抗菌蛋白的有效性。

北京時間8月21日在華盛頓舉辦的「美國化學學會年度會議」上，博士生Dorothy Ackerman報道了他們的題為「Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Anti-Biofilm Properties Against Group B. Streptococcus（人乳低聚糖對B組鏈球菌具有抗菌和抗生物膜特性）」的研究結果。

該項目的負責人Steven Townsend化學助理教授說：「人乳中這些化合物的顯著特點之一是安全無毒，毫無疑問它們並不像大多數的已知抗生素。」

「我正在尋找戰勝傳染細菌的不同方法，B組鏈球菌（Group B Strep.）的常見宿主是孕婦，它在世界範圍內非常容易導致新生兒感染。我們想知道她們體內是否會產生削弱或殺死細菌的化合物，」Townsend說。

Townsend和同事們認為上世紀許多生物化學家已經花費了大量時間研究人乳中的抗菌蛋白質，而由於人乳糖類的研究較為困難，人們對其功能了解還知之甚少。「人們普遍認為，蛋白質是主導抗菌物，糖是隨後被添加的物質，儘管大多數人已經同意了這一觀點，但仍缺乏有效數據支持，」Townsend說。「作為一個訓練有素的糖蛋白化學家，我覺得我應該去探索它們的作用。」

為了實現這一課題，研究人員從不同供體樣本中富集了人乳碳水化合物（又稱寡糖），用質譜技術（可同時識別上萬的生物大分子）對它們進行分類。隨後，向鏈球菌培養基中添加這些化合物，在顯微鏡下觀察結果。

結果表明，這些寡糖不僅直接殺死了細菌，有些還能物理上破壞細菌用於自我保護的生物膜。

作為試驗性研究，Townsend實驗室採用了5個樣本。他們發現來自一個樣本中的糖類幾乎殺光了整個鏈球菌群落，另一個樣本中的糖類具有中等效力，而其他3個樣本的活力水平較低。在後續試驗中，他們測試了20多個其他樣本，其中2個分解了細菌的生物膜並殺死了細菌，4個破壞了生物膜但沒有殺死細菌，2個殺死了細菌但沒有破壞生物膜。

「我們的結果顯示，這些糖類的作用類似『組合拳』，」 Townsend說。「首先，它們使細菌更敏感，進而再殺死它們。生物學家稱之為『合成致命性（synthetic lethality）』，根據這種能力可推動新型抗菌藥物開發。」

左圖正常鏈球菌；右圖菌體的生物膜被人乳寡糖破壞了，讓細菌更容易地受抗菌物質攻擊

通過向鏈球菌培養物中投放人奶糖和來自人唾液的抗菌肽，研究者還發現，糖分解生物膜的能力可增強其他抗菌藥物的有效性，也包括人乳中所含的其他抗菌物。

後來，該團隊還發現，人奶糖的抗菌活性還能延伸到其他感染性細菌中，其中甚至包括6個威脅全球健康的" ESKAPE（腸球菌，金黃色葡萄球菌，肺炎克雷伯菌，鮑曼不動桿菌，銅綠假單胞菌和腸桿菌屬等6屬的簡稱）"病原體中的2個。

本研究由Townsend與范德堡質譜研究中心的同事合作完成，他們已經鑒定了具有抗菌效果的碳水化合物分子的具體類型。

這項研究成果不僅對抗菌藥物開發具有借鑒意義，同時對嬰兒奶粉的配方改進也提出了挑戰。

早在1957年，人們首次在人乳中發現了寡糖，而牛奶中並沒有這種成分。隨著奶粉餵養的比重上升，向嬰兒配方奶中引入合適的母乳寡糖或開發相應的膳食補充劑是有利於全球人類健康的大事。

原文標題：Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Anti-Biofilm Properties Against Group B. Streptococcus

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