中大破解幽門螺旋菌「自我保護」機制 首揭鎳離子精準運輸機制 成防治胃潰瘍及胃癌佳音

全球約一半人口受幽門螺旋菌（Helicobacter pylori）感染，這種細菌不僅是胃潰瘍的頭號元兇，更是引致胃癌的重要風險因素。多年來，科學家一直希望破解這道難題：幽門螺旋菌如何能在腐蝕性極強的胃酸中生存，同時安全送達具毒性的「鎳離子」至尿素酶，以維持其機制運作。

香港中文大學（中大）生命科學學院黃錦波教授領導的研究團隊，成功破解了這個微觀世界的謎團。研究團隊首次捕捉到幽門螺旋菌體內兩種關鍵伴護蛋白質交接鎳離子的精確動態結構。研究成果已發表於國際頂尖學術期刊《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS），為開發消化性潰瘍療法及降低胃癌風險帶來重要突破。

幽門螺旋菌憑鎳離子抵禦胃酸侵襲

幽門螺旋菌之所以能夠長期定殖於胃部，關鍵在於名為「尿素酶」的酵素。這種酵素能將胃裡的尿素分解成氨，迅速中和胃酸，讓細菌安穩地附著在胃黏膜上。然而，激活尿素酶需要鎳離子，而游離的鎳對細胞來說卻是劇毒。因此，幽門螺旋菌必須在避免毒性傷害的同時，將鎳離子送達尿素酶。

首度捕捉鎳離子「接力運送」過程

中大團隊發現，幽門螺旋菌內部有兩種專門護送金屬的蛋白質「金屬伴護蛋白」（Metallochaperones）UreE和UreG，負責運送鎳離子。兩者猶如接力運動員，透過緊密配合完成鎳離子的交接。研究人員結合X射線結晶學與生化分析技術，成功捕捉兩者結合時的立體結構，以及鎳離子「交棒」的瞬間。

研究顯示，一種名為GTP的能量分子是促成兩種蛋白質成功接力的關鍵。當GTP與UreG結合，UreG會改變形狀，將自身的鎳結合位精準對接UreE的位置，讓鎳從UreE轉入UreG。取得鎳離子後，UreG再度變形並從複合體中脫身，將鎳送往尿素酶。整個過程猶如一條密封的運輸通道，能有效防止有毒離子外洩，確保細菌既能獲取必需元素，又不會受到毒性傷害。

有望開拓抗生素以外全新治療策略

現時治療幽門螺旋菌主要靠抗生素療法，但臨床抗生素耐藥性日益嚴重，傳統療效大不如前。是次研究揭示了幽門螺旋菌存活所必需的關鍵分子步驟，為標靶藥物研發開闢新途徑。未來，研究人員只需研發阻止兩種蛋白質交接鎳離子的標靶藥物，就能精準切斷幽門螺旋菌的鎳離子供應鏈。失去鎳離子的尿素酶將無法運作，細菌便會失去保護屏障，直接被胃酸消滅。這種全新策略無須依賴傳統抗生素，有望根治慢性感染、治癒消化性潰瘍，並大幅降低全球胃癌風險。

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