慈大林光慧研究鮑氏不動桿菌抗性機制

生物生存在這個世界上，免不了會遇到逆境。對於俗稱AB菌、造成從2012年到2016年台灣院內感染源的第一位的「鮑氏不動桿菌（Acinetobacter baumannii）」來說，也是一樣。病菌感染我們的時候，我們一定會投以抗生素來進行治療，而人體內的免疫系統也會出動來攻擊入侵的病菌。這時候，病菌是否能生存下去，就要看病菌本身的抵抗力夠不夠強了。

當抗生素或是巨噬細胞（macrophage）遇到病菌時，都會有所謂的「有機過氧化物」（organic peroxide）的產生。這些有機過氧化物會對病菌造成傷害，使病菌死亡。但是有些病菌卻可以產生分解有機過氧化物的酵素，讓自己可以不受到這些有機過氧化物的傷害。

慈濟大學國際暨跨領域學院院長林光慧教授的研究團隊，與長榮大學的許鴻猷副教授的研究團隊，多年來一直在研究鮑氏不動桿菌抵抗有機過氧化物的機制。林光慧教授說，會踏入這個領域其實是因緣際會；當初原本是發現鮑氏不動桿菌會分解吲哚乙酸（IAA，為植物的賀爾蒙之一），後來在研究分解吲哚乙酸的基因的同時，也發現了這個有可以分解過氧化物的基因，就這麼踏入了這個領域。

林光慧教授表示，負責分解有機過氧化物的基因稱為ohr，它的旁邊有另一個基因負責調節它的表現，稱為ohrR。當沒有有機過氧化物存在時，OhrR蛋白會遮住ohr基因的啟動子區域，讓ohr基因無法表現。有機過氧化物出現後，會改變OhrR蛋白質的結構，使它離開ohr基因的啟動子，於是ohr基因就開始表現，有機過氧化物就被分解了。

鮑氏不動桿菌有非常多不同的分離株，研究團隊在其中一個分離株（ATCC19606）中發現了一個質體pMAC，上面也同時帶有ohrR與ohr基因。可是染色體上面也帶有ohrR與ohr基因啊！為何要帶功能相同的兩份基因呢？這就讓人很好奇了。

研究團隊在測試中發現，多帶了一份ohr基因，並不會使細菌對有機過氧化物的抗性提高。接著研究團隊想把19606分離株的質體給拿掉，但是不管怎麼嘗試都沒有辦法。由於其他研究團隊也遇到相同的困難，於是研究團隊決定利用另一個原本就沒有質體的分離株17978來做為對照組。

研究團隊把這兩個分離株的ohrR與ohr基因分別剔除，產生少了一個基因（ohrR或ohr）或同時缺少兩個基因的突變細菌。結果發現，少了兩個基因的19606分離株活得很好，但少了兩個基因的17978分離株卻長得比較慢。由於細菌在複製自己的染色體時也會產生少量的有機過氧化物，這個結果顯示了，位於質體上的ohr基因，對細菌的存活度產生了影響。進一步的測試發現，少了兩個基因的17978分離株，不僅會被過氧化叔丁醇（tert-butyl hydroperoxide，tBHP，一種實驗用的有機過氧化物）給殺死、對抗生素的敏感性上升，也無法感染大蠟蛾的幼蟲，顯示了少了這兩個基因對細菌的影響很大；但少了這兩個基因的19606分離株卻不受影響，意味著雖然位於質體上的那兩個基因並不會讓細菌本身的抗性上升，但在染色體上缺少了這兩個基因時，位於質體上的基因卻能夠發揮補位的效能，讓細菌繼續堅強地生存下去。

序列的分析發現，位於質體上的這兩個基因跟染色體上的雖然相似，但相似度並不是那麼高，顯示了質體上的基因可能是從其他細菌經由平行基因轉移得來的。雖然這兩個基因不是決定抗藥性的主要基因，但研究團隊的成果顯示，它們還是對抗藥性有很大的貢獻。研究團隊認為，如果去研究醫院內的鮑氏不動桿菌，可能其中大部分都含有這個質體。透過這個研究，我們也對鮑氏不動桿菌的抗藥性有了進一步的認識。

參考文獻：

Chen, S.-J.; Shu, H.-Y.; Lin, G.-H. Regulation of tert-Butyl Hydroperoxide Resistance by Chromosomal OhrR in A. baumannii ATCC 19606. Microorganisms 2021, 9, 629. https://doi.org/10.3390/microorganisms9030629