近(12)日，賓州大學佩雷爾曼醫學院(Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania)的研究團隊，利用來自韓國黃胡蜂(Korean yellow-jacket wasp, 學名Vespula lewisii)毒液的胜肽成分加以修飾，成為具有高抗菌效果、但不傷及人類細胞的特殊蛋白，有望開發成為新型抗生素，應用於敗血症或結核感染的治療上。這份研究發表在最新的《美國國家科學院院刊》(PNAS)中。

研究團隊表示，這種胡蜂毒液中的主成分之一——蜂毒蛋白-L (mastoparan-L)，對細菌具有中等毒性；雖然蜂螫的低劑量對人類不至於造成嚴重傷害，但其可能會破壞紅血球、誘發過敏免疫反應，甚至對特定人造成致死的過敏性休克(anaphylaxis)，使其血壓過低並造成呼吸困難、甚至窒息。

因此，研究團隊從數百個已知抗菌胜肽的結構資料庫中，搜索出一種被稱為「五肽功能單位」(pentapeptide motif)的小區域，其與抗菌功能的強度有關。接著，研究團隊將蜂毒蛋白-L序列中，可能會造成人類細胞毒性的序列，和五肽功能單位交換，做出蜂毒蛋白的改造版(縮寫為mast-MO)。

接著，他們將mast-MO用於受大腸桿菌(E. coli)或金黃色葡萄球菌(S. aureus)感染、並誘發敗血症的老鼠身上。結果顯示，這兩種細菌感染的小鼠存活率可達到80%，且未出現明顯的毒性反應；相較之下，施加未經改造的蜂毒蛋白-L的感染小鼠，其存活率偏低，高劑量組甚至出現嚴重的毒性副作用。

研究團隊認為，mast-MO已經大大降低對人類細胞的傷害能力，且其抗菌效果甚至可與現有的抗生素，例如gentamicin或imipenem這兩種急需替代方案的抗生素相匹敵。

此外，mast-MO能夠在細菌的外膜(outer membranes)構造上打洞，可以和其他抗生素併用，同時加速白血球聚集，增加清除細菌的效率。研究團隊也認為，mast-MO也有降低過度免疫反應的效果。

目前，研究團隊已經製造出數十種蜂毒蛋白的變體，其中幾種具有顯著的抗菌效果、同時對人類細胞沒有毒性。未來，他們期待能將其中幾種開發成為新型抗生素，也可以透過類似的方法，探索將其他毒素開發成抗生素候選的可能性。

根據美國疾病管制預防中心(CDC)統計，每年有將近300萬名美國人，受到具抗生素耐受性的細菌感染，並有超過3.5萬人因此死亡。2017年，全世界甚至有將近20%的死亡案例，是因為抗生素耐受性細菌的感染引發敗血症。

參考資料：

https://www.pennmedicine.org/news/news-releases/2020/october/penn-medicine-scientists-engineer-bacteria-killing-molecules-from-wasp-venom