當新冠肺炎（Covid-19）病毒仍在全球肆虐及大流行之際，另一場威脅到全球公共衛生及病人生命的耐藥性超級細菌危機并沒有停止。來自香港兩所大學的微生物學家和化學家，最近在針對其中一種最致命的耐藥性細菌“鮑氏不動桿菌”的疫苗開發研究中，取得重大突破，首次成功化學合成了有效的疫苗。這種嶄新的疫苗能在小鼠身上引發出高水平的抗體，完全抵御了耐藥鮑氏不動桿菌這種超級細菌，料有很大潛力發展成適用于人類的疫苗，以打贏這場與惡菌的持久戰爭。

鮑氏不動桿菌（Acinetobacter baumannii）是一種革蘭氏陰性細菌，無論在醫院或社區都能引起大規模的感染，而且死亡率很高，對免疫力低的病人尤其致命。更重要的是，它對多種一線抗生素都展現出廣泛的耐藥性，令患者有機會藥石無靈，因此開發新一代的抗生素或其他應對手段，變得刻不容緩。早于2017年，世界衛生組織已首次發表了對抗生素出現廣泛耐藥性的“急需應對的病原體”名單，列出了12種對全人類健康構成最大威脅的重點病原體，當中包括鮑氏不動桿菌，被列為最迫切需要鼓勵研究及開發新抗生素的惡菌，以拯救病人性命。

位列榜首的耐藥性超級細菌

但正如諺語所說，“預防勝于治療”。事實上，很多科學家近年都試圖研制針對鮑氏不動桿菌的疫苗，而一種名為Pseudaminic Acid（Pse）的糖類化合物，長久以來都是研究重點之一。Pse是在鮑氏不動桿菌表面的一種聚糖（glycan），幫助該超級細菌逃避病人身體的免疫系統。因此，在鮑氏不動桿菌表面、含有Pse的“莢膜多糖體”（capsular polysaccharide, CPS）早已成為開發疫苗的潛在目標。

然而，由于很多的技術困難，包括在細菌表面的聚糖有多種不同結構兼甚為復雜，以及難以從培養的細菌中提取足夠數量和高純度的含Pse多糖樣本等等，都令到疫苗開發的進展受到阻礙。

幸而憑著香港科研團隊的努力，近日研究終取得突破。在城大賽馬會動物醫學及生命科學院副院長（研究）、動物微生物學教授陳聲教授以及香港大學化學系李學臣教授的共同率領下，研究團隊最近克服了重重障礙。他們利用先進技術首次化學合成了高純度（即幾乎完全不受其他化學物污染）的“Pse偶聯物”，令預防鮑氏不動桿菌感染的疫苗研究向前跨進了一大步。

利用化學合成法克服重重困難

研究團隊把化學合成得來的高純度Pse，與一種有助于增強小型抗原、以誘發免疫反應能力的“載體蛋白”作化學結合，成功制成了Pse偶聯物并發展成為疫苗，然后把疫苗注射到小鼠身上進行測試。

他們的實驗結果顯示，Pse疫苗作為一種有效的抗原，在引起高度免疫反應和產生抗體方面具有關鍵的作用。實驗數據分析證實，小鼠在接受Pse疫苗接種后，小鼠血清中出現高濃度的抗Pse抗體。曾接受Pse疫苗注射的小鼠獲得全面的保護，完全不受鮑氏不動桿菌的感染，反觀對照組別（未有注射Pse疫苗）的小鼠則在感染惡菌后的36小時內全部死亡。

陳教授說：“實驗數據表明，化學合成的Pse偶聯物有很高的應用潛力去發展成（適用于人類的）疫苗，用以對付及預防含有Pse的病原體（如鮑氏不動桿菌）。鑒于目前醫學界對鮑氏不動桿菌引起的臨床感染的治療選擇，仍然非常有限，以化學合成的Pse偶聯物制成疫苗，會是一個很好的替代方案，有望能夠控制由這種超級惡菌引致的感染。”

有望成為對付超級細菌的替代方案

研究團隊已經就上述最新研究成果申請專利，并將會進一步評估化學合成疫苗在臨床前研究中的潛力。

“Covid-19病毒仍處于全球大流行，多了病人需要在醫院留醫較長時間，而更多的醫療資源亦會被調往應付疫情，這將可為醫院等醫療設施帶來一場耐藥性細菌感染的重大危機。因此，我們需要找出方法繼續對付多重耐藥性細菌這重大議題。這次研究的發現，令我們可以化學合成Pse，故此開發和大規模生產Pse疫苗以預防鮑氏不動桿菌的感染，正變得愈來愈可行。我們的研究亦正正顯示了使用疫苗以預防惡菌感染，是控制由鮑氏不動桿菌等耐藥性病原體引發的臨床感染問題的一個極佳替代方案。”陳教授說。

上述研究成果已于國際學術期刊《ACS Central Science》發表，題目為“Synthetic Pseudaminic-Acid-Based Antibacterial Vaccine Confers Effective Protection against Acinetobacter baumannii Infection” 。

論文的第一作者為港大的魏若晗博士和城大博士生楊雪梅小姐。通訊作者是陳聲教授和李學臣教授。研究獲得香港研究資助局和醫療衞生研究基金的資助而進行。

DOI number: 10.1021/acscentsci.1c00656

本文已于 “香港城大研創” 微信公眾號發布。
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