超级抗生素万古霉素3.0 问世！效能更胜初代2.5万倍

超级抗生素．万古霉素3.0 （vancomycin 3.0）在今年五月发表，搭载三种杀菌绝招，效能更胜初代万古霉素25000倍！只要通过动物和人体试验，就有机会成为对抗细菌感染强而有力的后盾。

在抗生素问世之前，细菌感染一直是人类挥之不去的死亡威胁。直到1928年的秋天，亚历山大．弗莱明（Alexander Fleming）发现了能够抑制细菌生长的青霉素（penicillin），并在第二次世界大战中使用它拯救了无数军人的生命，人类才就此吹响了反击细菌的号角。

而在青霉素之后，科学家陆续发现越来越多新型抗生素，名字带着几分神话和武侠感的万古霉素（vancomycin）就是其中一种。然而，细菌与人类的战争并没有随着抗生素的发明画上休止符，反而是展开了一场无止尽的军武竞赛。

细菌感染的最后一道防线

自1958年开始，万古霉素就被人类用来对抗那些特别危险的细菌感染，被称作是「最后一道防线」。当其他抗生素都失效的时候，医生可能就会使用它，例如耐甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus）。

万古霉素会针对细菌的细胞壁展开攻击：它会找出那些尾端由2个D-丙胺酸（D-alanine）组成的多肽，与之结合、阻碍细胞壁形成，最后造成细菌死亡。

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）在电子显微镜下的模样。

然而，即使是万古霉素也无法威风万世，细菌的演化迟早会让万古霉素失灵。科学家发现，许多细菌多肽尾端的两个D-丙胺酸，其中一个已经置换成D-乳酸（D-lactic acid），这个改变已经成功削弱了万古霉素的结合能力。更糟糕的是，这项特性已经在某些最恐怖的细菌身上发现，包括耐万古霉素肠球菌（vancomycin-resistant enterococci, VRE）和耐万古霉素金黄色葡萄球菌（vancomycin-resistantStaphylococcus aureus , VRSA）。

面对细菌顽强的演化，科学家只能积极应对，要不是找出新的强力抗生素，不然就是研发出更强的万古霉素。

在细菌之壁上再次决斗吧！

为了解决抗药性的问题，美国克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的化学家戴尔．博格（Dale Boger）与他的研究团队开始研发万古霉素的新版本，好让它可以和末端为D-ala和D-lac的多肽结合。他们在2011年取得初步成果。于此同时，其他团队也开发出了利用万古霉素杀死细菌的新战术：一种替代方法是中断细胞壁的合成，另一种是在细胞壁上打洞，借此杀死细菌。

而在2017年5月，博格和他的研究团队研发出了集结三种战术于一身的新型抗生素－－万古霉素3.0。经过测试，万古霉素3.0对抗VRE和VRSA等细菌的能力至少比初代万古霉素强上25000倍。

更令人惊艳的是，新型万古霉素在对抗细菌演化的持久度似乎比现有抗生素都还要强。大部分的抗生素在细菌繁衍几代（round）之后就会开始失效，但博格等人的实验中，细菌在繁衍了50代之后仍无法演化出抗药性。

博格认为万古霉素3.0之所以如此有效，是因为细菌很难找到同时对抗来自三种独立机制的方法。「就算它们找到其中一种解法，也会被其他两种杀死。」博格说。

如果试验顺利，超级抗生素将加入人类对抗细菌的行列！图／Iqbal Osman@Flickr

人类的希望指日可待？

关于这项研究成果，耶鲁大学的化学家史考特．米勒（Scott Miller）将之形容为「数十年来研究的集大成」。他认为过去人类都只是透过各种试误方法，看看新找到的化合物是否会阻止细菌孳生；然而，这份研究展示出科学家分析微生物的弱项并加以打击，理性的设计新型抗生素，才成功取得了胜利的果实。

不过，万古霉素3.0其实还没有准备好进入人类试验。下一步，博格的研究团队将改良合成万古霉素的30道程序，好让它的生产变得更加便宜。然后，它得先通过动物试验，最后才是人类。如果它顺利通过测试，人类对抗致命细菌的最后防线将会变得更加牢固。