慈大蘇伯琦研究克雷伯氏肺炎桿菌與肝膿瘍關係

與大腸桿菌是親戚的克雷伯氏肺炎桿菌（Klebsiella pneumoniae）是我們口腔、皮膚、腸道的正常菌叢，但當它跑到其他器官，那就會引起嚴重的疾病，如：肺炎、尿路感染、肝膿瘍等。由它引起的肝膿瘍，已由早年的三成來到八成；而糖尿病病人的肝膿瘍更有九成都與它有關。

也就是因為如此，慈濟大學醫學檢驗暨生物技術系的蘇伯琦老師與他的研究團隊，選擇研究克雷伯氏肺炎桿菌做為他們的中心議題。這隻菌有兩套纖毛系統（第一型和第三型），其中第三型纖毛主要幫助克雷伯氏肺炎桿菌附著在導管表面（例如導尿管），第一型纖毛主要附著在含有甘露糖的細胞表面。除了附著的能力對它的致病能力很重要外，這隻菌還有由多醣構成的厚厚的莢膜外套（CPS，capsular polysaccharide）用來保護自己。莢膜外套可使細菌變得不容易被宿主（比如：人類）的吞噬細胞吞食，也可保護細菌不受到消毒劑（如雙氧水）的傷害。

最近蘇老師的研究團隊發現了一個基因，與纖毛系統及莢膜形成都有關。這個基因屬於細菌的磷酸轉移系統（PTS，phosphoenolpyruvate (PEP)-dependent phosphotransferase system）之一。當這個基因（crr）缺乏時，會造成另外三個基因（galF，wzi與gnd）的表現量上升，造成細菌擁有特別厚的莢膜外套！這個穿大外套的細菌突變株，不僅在1%的雙氧水中的存活率上升，被巨噬細胞（macrophage）吞噬的量也變少、吞噬後的存活率也上升了。

由於PTS與纖毛系統有關，而過去蘇老師的研究團隊曾發現一個新型的PTS稱為etcABC，於是蘇老師決定去看看到底這個crr基因是否與etcABC有關。有趣的是，當他們在crr突變株中去掉etcABC時，另一個基因galF的表現量下降，而細菌的莢膜外套就變薄了。也就是說，過去發現etcABC與第三型纖毛的表現有關，這次的研究成果進一步發現，etcABC與莢膜的產出也有關係；而隸屬於另一個PTS的crr基因，竟然也能藉由抑制etcABC這個PTS來調節細菌的莢膜多醣的產生，從而影響細菌莢膜的厚度。

未來蘇老師的研究團隊希望能從研究crr與etcABC的互動，進一步瞭解克雷伯氏肺炎桿菌是如何武裝自己，由此來瞭解為何糖尿病病人的肝膿瘍有極高比例都與這隻細菌有關。

參考文獻：Panjaitan NSD, Horng YT, Chien CC, Yang HC, You RI, Soo PC. The PTS Components in Klebsiella pneumoniae Affect Bacterial Capsular Polysaccharide Production and Macrophage Phagocytosis Resistance. Microorganisms. 2021 Feb 8;9(2):335. doi: 10.3390/microorganisms9020335. PMID: 33567595.

（撰文／葉綠舒；攝影／葉綠舒、蘇伯琦）