波蘭雅捷隆大學（Jagiellonian University）的研究人員發現了噬菌體（感染細菌的病毒）用來突破細菌防禦機制的全新方式。研究成果發表於《PLOS Biology》，研究團隊表示，這項發現可能為治療抗生素抗藥性感染開闢新的途徑。
這些病毒被稱為噬菌體（Bacteriophages，簡稱 phages），經過數十億年的演化，已能夠辨識並摧毀特定細菌菌株。隨著抗生素抗藥性問題日益嚴重，部分感染變得越來越難以治療，因此噬菌體在醫學上的應用也受到越來越多關注。
研究人員將焦點放在肺炎克雷伯氏菌（Klebsiella pneumoniae）感染上。這種細菌是醫院感染的重要原因之一。它會利用一層厚厚的糖類莢膜（capsule）保護自己，形成一道抵禦免疫系統攻擊的化學屏障。
噬菌體透過位於尾部附屬結構末端的特殊蛋白質來攻擊細菌。過去科學家認為，這些蛋白質主要是去聚合酶（depolymerases），即能夠分解細菌莢膜的酶。
然而，最新研究顯示，噬菌體使用的策略遠比人們原先認知的更加多樣。
研究主持人、來自小波蘭生物技術中心（Małopolska Centre of Biotechnology）的 Rafał Mostowy 教授，與弗羅茨瓦夫大學（University of Wrocław）的研究人員合作表示：
「為了更深入了解噬菌體如何辨識並破壞細菌莢膜，我們提出了一個『病毒考古學』的概念。事實上，細菌體內常常存在休眠病毒，它們是過去感染留下的遺跡。這些病毒沒有摧毀細菌，而是將自身整合進細菌 DNA 並保留下來。我們決定從這些遺留病毒中尋找線索。」
「我們利用機器學習分析這些休眠病毒蛋白質與其宿主細菌莢膜類型之間的統計關聯。換句話說，就是找出哪些蛋白質序列對應哪些細菌莢膜。」
透過電腦分析與實驗室實驗，研究團隊不僅確認了已知的莢膜分解酶，還發現了一類此前從未被描述過的新型蛋白質。
這些新發現的蛋白質並不會直接摧毀細菌莢膜。相反地，它們會移除莢膜表面的一些小型化學結構，讓病毒得以進入細菌。
Mostowy 解釋道：
「想像細菌莢膜不是一面光滑的牆，而是一面佈滿無數小鉤子的牆。有些病毒會直接拆掉這堵牆，而另一些病毒——正如我們所發現的——則是悄悄移除這些鉤子。僅憑這種機制，它們就足以取得進入細菌的通道。」
他補充說：
「我們從 DNA 序列開始研究。電腦幫我們找出有趣的序列，接著我們在實驗室中利用這些序列製造出真正的蛋白質，而它們確實發揮了預期作用。」
研究人員表示，這項發現有助於開發對抗抗藥性細菌的新療法。
Mostowy 表示：
「細菌不斷演化，也持續改變自己的莢膜。我們越了解噬菌體如何適應這種多樣性，就越能為未來的威脅做好準備。」
研究團隊還發布了一本介紹噬菌體生物學的漫畫，由 Paweł Piechnik 繪製插圖，旨在向大眾解釋噬菌體的運作原理。
這項研究獲得波蘭國家科學中心（Polish National Science Centre）、國家學術交流署（National Agency for Academic Exchange）以及歐洲分子生物學組織（European Molecular Biology Organisation）的資助。
資料來源：PAP－波蘭科學（Science in Poland）
