近日(5月24日)，美國喬治亞理工學院(Georgia Institute of Technology)的團隊，在常見細菌「綠膿桿菌」(Pseudomonas aeruginosa)中，發現其透過一種「小RNA」(sRNA)來控制在人體中感染模式的機制，未來可望成為檢測的生物標記(biomarker)，讓病人發生嚴重感染前及早治療，或是成為輔助抗生素療法的新標靶。這項研究發表於頂尖期刊《Nature》。

綠膿桿菌為一種革蘭氏陰性細菌，對於免疫力較弱的人，該病原體會入侵並定植在如肺部等組織中，形成慢性感染，但有時也會進入血液而轉為可能致死的急性感染；此感染在囊狀纖維化(CF)患者中相當常見，不過綠膿桿菌如何由慢性感染轉為急性的機轉，過去仍未知。

本次由喬治亞理工學院教授Marvin Whiteley領導的團隊，則首次揭開了這項感染變化的機制。

有別於過去通常以培養在實驗室中的細菌樣本研究，該團隊使用人體肺部和傷口受到細菌慢性感染的組織樣本來研究。為了推斷組織中細菌的行為，他們透過基因定序量測樣本中所有細菌表現的mRNA。

綠膿桿菌共約具有6千個基因，而研究人員在其中發現，一種稱為PA1414的基因，在人體組織樣本中的表現濃度，比該細菌其他數千個基因的表現量總和還高，甚至高到讓研究人員一度誤以為定序過程出了問題。

該團隊進一步研究發現，PA1414基因可在低氧環境中調節細菌的呼吸，因此，細菌處於容易缺氧的慢性感染過程時，會驅動這項基因的高度表現。

有趣的是，研究人員發現，該基因所編碼(最終可產出的產物)並非蛋白質，而是一種在細菌呼吸時有著關鍵作用的sRNA，他們將其命名為SicX。

團隊接著在不同的動物感染模型，中測試了該基因的功能。他們觀察到，當SicX不存在時，細菌很容易從慢性感染傳播到全身，導致全身性的感染。此外，他們也發現，在從慢性轉為急性感染的過程中，SicX的表現會立刻下降，顯示SicX可能為慢性轉向急性的生物標記。

Whiteley解釋：「換句話說，若缺乏此sRNA，細菌為了呼吸就會開始四處尋找氧氣，因此從原先慢性感染組織處進入血液循環。」

Whiteley表示，因此，若能經由檢測這項生物標記，來預測何時發生急性感染，就能讓患者在發生嚴重感染之前即時接受治療。

除了檢測方法外，這項發現也為「開發針對該細菌的療法」帶來了機會。研究人員表示，綠膿桿菌感染通常對一線抗生素有高度耐藥性，因此，未來可能有機會透過靶向這類sRNA，來改變細菌的生活方式，使其更容易被抗生素除去。

參考資料：

1. 論文原文：https://www.nature.com/articles/s41586-023-06111-7

2. https://bioengineer.org/scientists-discover-small-rna-that-regulates-bacterial-infection/

(編譯/巫芝岳)