一種取自紅血球膜中的奈米粒子，可以有效抓住細菌毒素，並讓身體的免疫系統有時間認識並殺死他們，包括對許多抗生素都免疫的「超級金黃色葡萄球菌」（上圖黃色）。這種奈米粒子有機會成為一種「類毒素疫苗」，讓全球抗生素濫用帶來的禍害，有挽救的機會。這項研究刊登在「自然奈米科技」(Nature Nanotechnology)雜誌。

可完全擊敗超級金黃色葡萄球菌

加州大學聖地牙哥分校的研究者，將超級金黃色葡萄球菌（MRSA，註1）毒素與奈米粒子注射到小鼠體內，接著發現奈米粒子能夠激發小鼠的免疫系統對抗毒素，進而防止身體受到傷害。這些毒素是由細菌分泌出來，用來破壞身體細胞，給它「打洞」讓細胞漸漸虛弱死亡。奈米粒子可以緊抓住這些毒素，讓它們不能作用，然後讓免疫系統出手把它們殺死。

與傳統的類毒素疫苗只能讓10%小鼠存活相較，奈米粒子的效果提高到50%，如果再多注射幾次，奈米粒子的效果可到100%，傳統類毒素疫苗則到90%，也就是說，MRSA 遇到奈米粒子完敗。

▲在小鼠的免疫細胞上，奈米粒子緊抓住細菌毒素，透過螢光染色，呈現出黃色的亮點。藍色區域是免疫細胞的細胞核（圖片來源：University of California, San Diego）

這項技術的意義在於，許多細菌都會分泌這種毒素，包括大腸趕菌、李斯特菌、梭菌、金黃色葡萄球菌與 MRSA，在抗生素濫用到非常嚴重的今天，此類奈米粒子差不多就是抗生素的接班人了。

可讓免疫系統有效認識並殺死細菌

但這樣說也不完全正確，因為抗生素會自己對付細菌，不論是直接攻擊細菌讓它們同樣漏湯至死，或是阻礙細菌生成過程（註2），但奈米粒子不會攻擊細菌，只是讓細菌毒素對它的攻擊無效，還能同時抓住毒素讓它們不能傷害其它細胞，它就像是一個手銬，把歹徒抓起來，並把歹徒五花大綁，動彈不得。

金黃色葡萄球菌類的毒素殺傷力很大，一般免疫系統對付不了，因此許多疫苗是透過加熱或化學方法減弱毒素的強度，讓免疫系統有較佳的優勢，不過研究團隊領導人、畢業於北京清華大學的聖地牙哥分校奈米工程教授張良方表示，愈是加熱這些毒素，它就愈安全，但相對地，對結構的破壞就愈大，對於免疫系統來說，它認識的敵人就愈不像是原來的樣子，這樣子生產出來的抗體，效果就不夠好。

▲較明亮的奈米粒子被紅血球膜產生的物質包裹著。（圖片來源：University of California, San Diego）

容易生產，容易排出體外

奈米粒子的好處是它抓住毒素，卻不會改變它的結構，如此一來，免疫系統便能徹底認識毒素的原始長相，這是過往的技術辦不到的事。如果接續前面的比喻，奈米粒子把歹徒五花大綁推倒在地上，像小孩子的一群免疫細胞衝出來，每個人拚命對歹徒丟石頭，最後歹徒給丟到死，又因為奈米粒子並沒有把歹徒打得鼻青臉腫、完全不成人形，因此小朋友們還會認得歹徒的長相，下次再碰到也不會認不出來。

張良方說，單一個紅血球就可以支援3000個奈米粒子生成，數量相當足夠，每一個奈米粒子直徑85奈米，大約一千個才跟人類頭髮直徑一樣長。他們並不會滯留在人體太久，兩星期後，奈米粒子就會排出體外。

（封面圖片來源：National Institutes of Health/Department of Health and Human Services）

延伸閱讀

• 贏了冷戰輸了細菌戰 東歐噬菌體成為西方國家新希望
• 飛機上最髒的地方？不是廁所把手
• 超級細菌走入家庭 家人接觸成傳播溫床
• 家有超級細菌帶原體：你的愛貓？
• 囉嗦版洗手法 你能做到嗎？
• 噬菌體取代抗生素 殺死食物 9 成大腸桿菌
• 美首度發現抗藥性超級金黃色葡萄球菌侵入血液
• 做環保結果細菌超標 洗手乳容器是禍首

註釋

1. 超級金黃色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus , MRSA)，是金黃色葡萄球菌的一種。金黃色葡萄球菌是環境中普遍存在的細菌，但一般情況下並不會讓人體生病，只有在免疫系統衰弱時才會伺機而動，其中超級金黃色葡萄球菌對許多青黴素類的抗生素產生抗藥性，目前只能使用萬古黴素及其他新發展的藥物來治療。MRSA 在醫院、監獄等人群聚集的地方容易感染，美國曾出現體育館更衣室感染的案例，手術時透過傷口感染也有可能。（回到本文）
2. 抗生素一般分兩種，一種是直接攻擊細菌，阻止細胞璧形成，細菌便會因為低滲透壓而破裂死亡；或是打開細胞膜上的通道，讓細胞內物質流出而死，這些通稱殺菌劑。另外一種是阻止細菌需要的蛋白質合成，或是阻止細菌的 DNA 轉錄過程，讓細菌無法繁殖，這種通稱為抑菌劑。（回到本文）

相關資訊

• Nanoparticle-detained toxins for safe and effective vaccination
• Nanosponge Vaccine Fights MRSA Toxins
• Nanoparticle That Mimics Red Blood Cell Shows Promise as Vaccine for Bacterial Infections