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醫療創新| 耐藥性「超級細菌」肆虐

陳聲教授
理大陳聲教授團隊在2017年發現了「超級細菌」,具高抗藥性和高毒力的肺炎克雷伯菌,最近團隊再破解了發病機制和細胞信號傳導通路,提出了新療法降低感染後死亡率。

[醫療創新]

冠狀病毒導致了數年疫情,但是不少專家以為對人類最大威脅是具抗藥性的細菌和微生物。抗生素是人類醫學史的最重要發明,從霍亂以至梅素,抗生素治癒多種疾病,而抗生素亦降低了手術風險和化療的影響。

但是不少細菌開始對抗生素出現抗藥性,世界衛生組織已一再警告,具抗藥性的微生物,有時亦稱為「超級細菌」(Superbug),感染後更難於治療,增加傳播、嚴重疾病和死亡風險,可能帶來下一波災難。

新藥物難於發現,開發成本高昂,部分抗生素約2年內,微生物已出現抗藥性,令抗生素無利可圖,上一次面世新抗生素已是40年前,全球主要藥廠無開發新一代抗生素的計畫,全球淋病和肺結核治癒率正在下跌,耐藥性導致多項疾病療效下降,對付「超級細菌」更必須另闢蹊徑。

EVDL聯合創辦人劉樂庭教授
EVDL聯合創辦人劉樂庭教授指出,護理點檢測方案一次過可檢測多達43種流行病毒、細菌和真菌,醫生可望快速診斷和分流,減少向病人處方抗生素。

檢測減抗生素處方

不過,抗生素在醫療有重要作用,最近加拿大和美國研究人員以人工智能,發現了名為 Abaucin 強效抗生素,有效殺滅世界衛生組織關注的超級細菌之一鮑曼不動桿菌。

長遠而言,減少微生物抗藥性,其中一個方法是減少抗生素處方。抗生素只能用於治療細菌感染,殺死細菌或使其停止繁殖。抗生素對病毒感染,例如傷風和流感卻沒療效,。

以往病人感染後較快速斷診,醫生為保險起見開抗生素,反而導致出現耐藥性。科學園有初創開發「護理點」的檢測技術,例如霍文遜醫生有份投資的「新發病毒診斷」(EVDL),正開發的快速現場診斷技術,以「聚合酶鏈反應」(PCR)核酸檢測一次過凖確檢出超過43種病毒、細菌和真菌。據EVDL聯合創辦人劉樂庭教授指,醫生快速分流病人,可減少錯誤處方了抗生素。

 

高加索地區格魯吉亞的Eliava研究所
高加索地區格魯吉亞的Eliava研究所是全球少數透過「噬菌體」治療細菌的醫院,但「噬菌體」難以大規模臨床應用。

「噬菌體」研究復興

如果藥物對微生物無效,感染在體內持續存在,增加病毒傳播風險。科學家致力研究以不同方法對付「超級細菌」,蘇聯時期有研究以「噬菌體」(Phage),以特定病毒去殺死細菌,亦可對付「超級細菌」,但現時只有格魯吉亞仍設有「噬菌體」研究機構。以病毒殺死細菌,優點是不會出現抗藥性問題,與人類有共生關係的病毒,亦不會對人類有害。人類研究「噬菌體」超過一世紀,蘇聯時期曾盛極一時,盤尼西林1928年面世後,「噬菌體」泛人問津,終於變成另類療法,只流落在格魯吉亞。

目前「噬菌體」研究又引起不少興趣,研究出殺死不同「超級細菌」病毒,恐怕仍要一段時間,而「噬菌體」亦難於作大規模臨床研究,病毒又難作藥物注冊,但受「超級細菌」困擾的病人,不少仍自費到格魯吉亞治療。短期內,「噬菌體」難以臨床應用,多家初創則以「噬菌體」應用在農業及畜牧業,甚至漁業取代抗生素,減少抗生素環境殘留,或者抗生素殘留食品的危機。

「超級細菌」混合治療

本港科學家研究「超級細菌」亦取得突破,從研究細胞信號通路,開發創新治療方案。

2017年,香港理工大學的手性科學國家重點實驗室夥伴實驗室,發現超級細菌肺炎克雷伯菌(CR-hvKp),兼具高抗藥性和毒力,臨床感染死亡率極高。肺炎克雷伯菌屬於腸道細菌,不斷進化變種。世衛組織指克雷伯菌已成臨床死亡最高細菌病原體之一,原因其對最後的治療手段,碳青黴烯類抗生素已有耐藥性,具有高毒力,有地區超過一半的感染者,均對碳青黴烯類抗生素沒任何反應,並擴散至多個地區,在胃腸道內繁殖後,患者可感染肺炎,入侵血液和其他器官。

最初,高毒力克雷伯菌在醫院發現,細菌株厚黏液狀外層,可黏附在不同物料上;例如深切治療部使用醫療裝置表面及管道,故此院內感染較多;近年又不斷變種,克雷伯菌亦可在社區感染,甚至發生於健康人群。

遭肺炎克雷伯菌入侵,免疫系統過度反應,出現敗血症及多重器官功能失調死亡,全球多項研究將列克雷伯菌列為「重大醫療風險」。兩項香港研究顯示,肺炎克雷伯菌的血液感染引起的死亡率,分別達20%和32%。

信號通路破解機制

陳聲團隊從信號通路破解了發病機制,發現在適當時機採用類似阿斯匹靈(Aspirin)等乙醯水楊酸(Acetylsalicylic acid)非類固醇消炎藥,有助抑制克雷伯菌引發細胞激素風暴(cytokine storm),此項研究發現在《Nature》網上基礎科學和臨床研究Signal Transduction and Targeted Therapy期刊出版。

研究團隊從克雷伯菌與宿主之間相互作用,特別是導致免疫反應失調,感染癥狀的強烈和過度活躍免疫反應,發現扭轉細胞激素風暴,有機會減低死亡率,以小鼠測試ASA治療測試,證實大大降低了死亡率。團隊發現,通過阿斯匹靈的非類固醇消炎藥,預防細胞因數風暴引起敗血性休克,但仍不能完全清除病菌,亦探索以ASA加上抗生素的混合療法,挽救患者因感染引致的膿毒癥休克,再通過抗生素根除宿主內細菌。

此項研究從病源菌耐藥性機理和致病性機理,加上信號傳導通路發現新療法,並採用了非處方類藥物,毋須經過漫長的新藥開發和審批過程,所以實用性甚強,短期內即將展開臨床研究,此項研究由大學教育資助委員會主題研究計劃及研究影響基金所贊助。

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