耐藥性病菌（又稱抗藥性病菌）目前已成為全球性的威脅之一。如何不讓病菌對抗生素產生耐藥性，是擺在醫學界的一大難題。美國德州農工大學（Texas A&M University）領導的一個項目小組，研發出一種開環複分解聚合物（ROMP），可透過其陽離子，破壞病菌的細胞膜，但不會誘發病菌產生抗藥機制，同時還能殺死耐藥性病菌，為臨床戰勝耐藥性病菌帶來希望。
這項研究成果發表在2023年12月的《美國國家科學院院刊》上，同時被20多家媒體和社群網路轉載報道。
帶正電的陽離子聚合物被公認為是一種有前途的抗菌分子或抗菌劑。與針對細胞間的抗生素功能不同，他們能夠破壞細菌的脂膜（細胞膜）。另外，陽離子聚合物可以透過結構調整，來改變其生物活性，用於醫學治療方面。
ROMP主要是由「N-甲基吡啶鍬稠合降冰片烯單體」合成的陽離子聚合物。實驗證明，ROMP能夠對具有抗藥性的「革蘭氏陰性大腸桿菌」（K12）和「耐甲氧西林金黃色葡萄球菌」（MRSA）產生抑制作用。
通過實驗，研究人員發現，加在ROMP 聚合物上的陽離子的位置不同，其整個聚合物對細菌的抑制效果也不同。為了讓ROMP聚合物能夠最大化的抑制細菌，研究人員多次修改了化合物的合成順序和使用材料。
他們將合成好的兩種類型ROMP 聚合物1-H+和1-tBu+，分別放進含有K12和MRSA的試紙上，以測算其最低的抑菌濃度（MIC）。
良好特性帶來希望
結果顯示，長度20個單位的1-H+在水中的濃度達到1,600μg/mL時，能夠抑制兩種細菌的活性。而長度20 個單位的1-tBu+在二甲基亞碸（DMSO）溶液的濃度達到1,600μg/mL 時能抑制K12；但對於MRSA，濃度只要達到400μg/mL就可做到。
實驗人員還發現，單體1-H+和單體1-tBu+都不能抑制細菌活性。如果以長度10個單位的聚合物1-H+與長度10個單位的聚合物1-tBu+混合出來的ROMP聚合物，則需要更高濃度才能抑制細菌。除此之外，研究人員也測試了聚合物對人類紅血球（RBC）的毒性，他們將這些聚合物加入紅血球中，結果顯示，ROMP聚合物都會影響紅血球，因為這種聚合物中的疏水基，容易增加紅血球的裂解。
為了不讓ROMP聚合物破壞紅血球，研究人員將長度為10個單位的1-tBu+的對K12 的MIC值降至25 μg/mL、對MRSA的MIC值降至50μg/mL，它們就會優先選擇細菌進行破壞，而不優先選擇紅血球。如此，這種聚合物就最具有抗菌潛力。
德州農工大學化學系助理教授、該項研究的領導者昆汀米肖德爾（Quentin Michaudel）博士對該校的新聞室表示，「我們合成的新聚合物可以透過抗菌分子滲透進病菌裏進行抗菌，而病菌的抗藥性機制似乎不會發揮作用。」
他解釋說：「過去的抗菌聚合物最常見的問題是，當聚合物把靶投向細胞膜時，靶會無差別的攻擊病菌和人體細胞。因此，現在最關鍵的是如何做出能抑制病菌生長，又能區別病菌與人體細胞的抗菌聚合物。」
這正是他們努力的方向。「這個項目籌備了好幾年。過程中與麻省理工等好幾所大學及團體合作，其中包括將樣品送到維珍尼亞大學的萊特里（Letteri）實驗室以確定聚合物的長度，還需要德州農工大學為我們提供紅血球毒性方面的專業知識，才讓這個實驗得以成功。」
這項研究得到了美國國立衛生研究院（NIH），旗下的國家普通醫學科學研究所資助。◇
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