香港大學李嘉誠醫學院（港大醫學院）臨床醫學學院矯形及創傷外科學系楊偉國教授團隊研發出一種無創式微波高溫熱療技術，成功恢復失效的傳統抗生素對多重耐藥性大腸桿菌引起的深層組織感染（如尿道炎或腹膜炎）的治療效果。相關研究成果已經於《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）發表（按此瀏覽期刊文章）。

研究背景

在多種耐藥性細菌中，多重耐藥性大腸桿菌是一種革蘭氏陰性菌，被世界衞生組織界定為需要優先處理的三種病原體之一。由於其獨特的外膜結構，這種細菌可抵抗大部分臨床認可的抗生素，從而導致治療低效甚至無效。這外膜結構擁有一種特有的耐藥屏障，簡稱BAM複合物。當BAM複合物結合多重耐藥外排泵（MDR efflux pump）和細菌細胞質內的水解酶／鈍化酶降解（enzymatic degradation in cytoplasm）的作用，就能築成一道堅固的耐藥防線，因此多重耐藥性大腸桿菌能有效阻斷大部分傳統抗生素的「攻擊」。然而，目前的傳統治療手段只能削弱BamA蛋白（BAM複合物內的主要成分）的功能，卻不能同時針對三道耐藥屏障進行「攻擊」。

研究方法及發現

港大醫學院研究團隊首先發現在受感染的原位加熱（約攝氏50度持續10分鐘左右），多重耐藥性大腸桿菌內的三道耐藥屏障會被瓦解，這時只要通過傳統的抗生素介入，已足以將耐藥性細菌殺滅。然而這短暫而局部的加熱情況，不會對正常組織產生不良影響。因此，研究團隊設計了一種新型、對微波產生反應的發熱微球，該微球是由美國食品藥品監督管理局認可的聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）製備而成。微球在微波信號的刺激下，可對感染部位產生微熱，這時那三道耐藥屏障已經被瓦解了。將微球載入傳統抗生素，如β-內醯胺、氨基糖苷和四環素類抗生素等，同時採用原位微波高溫熱療方法及抗生素治療，就能有效清除深度組織的細菌感染。這種協同式抗菌治療方案，已在動物中的尿道感染和腹膜感染模型上證實有效。

研究意義

楊偉國教授表示：「當我們思考身體為何在細菌感染情況下會出現發燒等反應，就開始懷疑溫度對細菌應該帶有正面影響。在仔細的研究下，發現當革蘭氏陰性耐藥細菌被加熱至攝氏50度左右，那些耐藥屏障便會失效。由此，我們乘勢而上採用微波加熱策略，配合市面已有的抗生素使用，希望可以治療由多重耐藥性大腸桿菌引起的深層組織感染。在未來的進一步研究中，我們也會考慮將抗腫瘤藥物與是項治療策略結合，以治療癌症患者術後的細菌感染。」

研究團隊

是項研究是由港大醫學院臨床醫學學院矯形及創傷外科學系教授楊偉國教授領導進行，並與北京大學和河北工業大學的團隊聯合完成。第一作者為矯形及創傷外科學系博士研究生毛叢楊。楊偉國教授團隊的研究興趣包括骨科生物醫用材料、肌肉及骨骼組織重生、抗菌感染等。

鳴謝

此項研究由中華人民共和國科學技術部國家重點研發計劃（R&D#2018YFA0703100）、香港研究資助局優配研究金（#17214516、#17207719）、香港特別行政區政府食物及衞生局醫療衞生研究基金（#19180712，#20190422和#21200592）、創新科技署創新及科技基金-夥伴研究計劃（# PRP/030/30FX）、國家傑出青年學者科學基金（#51925104）、深圳市科技創新委員會深圳市科技計劃（#JSGG20180507183242702和#JCYJ20210324120009026）、深圳市三名工程項目─「脊柱畸形與脊柱畸形卓越團隊」 （#SZSM201612055）的資助。

傳媒查詢

請聯絡香港大學李嘉誠醫學院（電郵︰medmedia@hku.hk）。