殺遍病菌無敵手

每逢秋冬流感與春夏相交的腸病毒大流行期間，總有不少心急如焚的父母，透過各大育兒社群網站，交流酒精、口罩、乾洗手、二氧化氯消毒液等防疫用品的購買資訊與使用心得，而最近這兩年知名度與好評火速攀升的商品，首推號稱可對抗腸病毒71型與H1N1新流感病毒等疑難雜症的「台大病毒崩」噴劑。

病毒崩已製成噴劑，可噴灑於門把、電梯按鈕等公用物品上；在疫情流行時，亦可像酒精稀釋液般，直接噴在手上消毒。

何謂「病毒崩」？其實它是一種具有特殊氧化還原能力的酵素模擬物，只要病毒或細菌一與它接觸，就會因共價鍵斷裂而崩解衰亡，運用此種機制來抗病滅菌，病毒崩並非首例，得追溯到2003年SARS疫情大流行時。

「病毒崩」的主要研究成員——台大光電生醫中心教授林世明回憶，能研發出「抗煞一號」，其實是「無心插柳」的過程。2003年3月，國內首例SARS確診病患勤姓台商住進台大醫院，並由該院檢驗醫學部主任高全良成功培養出病毒後，研究專長為奈米醫學與量測的林世明，隨即被當時的台大醫學院院長陳定信與內科主任楊泮池交付解讀SARS病毒奈米分子結構的重任。

「當時不管是醫界與學界對SARS病毒都極為陌生，為了知己知彼、有效找出對抗方法，就必須先徹底瞭解病毒的奈米結構，」林世明說。

為了找到對抗病毒的利器，林世明常得守在「第二等級危險性實驗室」反覆量測試驗。

SARS病毒具有高度傳染性，林世明不敢把量測工作交給助理，決定一肩扛起風險，他把老婆和孩子送回南投老家，一個人沒日沒夜地守在「第二等級危險性實驗室」，反覆以最高階的原子粒顯微鏡量測病毒的3D奈米結構。

由於SARS病毒的冠狀結構主要由具有方向性的「突棘蛋白」組成，在量測的過程中，必須使用人工合成的有機化合物來「固定」並幫助病毒「直立」（又稱「定錨分子」），才能完整量測突棘蛋白各個方向的高低起伏。林世明依照蛋白化學與蛋白結構的專業知識，挑選了十餘種可能有助「定錨」的化合物，當他一一實驗何者效果最佳時，竟發現當頑強的SARS病毒遇到其中某款，居然產生結構自然崩解的現象，讓研究團隊驚訝不已，這款化合物也成為日後合成「抗煞一號」的主原料。

林世明解釋，醣和蛋白質是病毒的主要結構成分，而「抗煞一號」化學結構其中一端的「功能基」，具有恰可切斷SARS病毒醣蛋白共價鍵的「氧化」能力。「一旦醣蛋白被瓦解，無法持續提供養分，原本圓滾滾、活力十足的病毒，當然也就兵敗如山倒！」

讓人避之惟恐不及的SARS病毒，致死率高達11%，此款可成功「摘下SARS皇冠」的「抗煞一號」，當年風光十足，研究成果甚至躍上國際知名的「細胞微生物學」期刊封面，然而隨著SARS疫情消退，「抗煞一號」的討論也隨之沈寂，直至2009年春天H1N1新流感開始大流行，才有人再度想起這項產品。

長庚大學醫學生物技術研究所長賴信志（左1）與其研究團隊發現病毒崩兼具對抗NDM-1在內等多種院內傳染菌的功效，引起醫界的高度重視。

林世明回憶，當時有位路透社記者找上他，詢問過去開發的抗煞一號是否也有對抗H1N1病毒的功效，他思索良久，無法具體回答，因為抗煞一號只測試過SARS病毒，其後就技轉給廠商，缺乏對其他病毒的實驗數據。「不過這個問題卻提醒我，或許也可針對H1N1病毒開發新物質。」

由於先前的研究經驗累積，此次開發對抗H1N1病毒的新利器十分順利。2009年6月中旬，林世明的研究團隊，就成功篩選出可瓦解H1N1病毒的3種分子酵素，其中效果最好的1種則製成日後的「台大病毒崩」。「比起SARS病毒，H1N1病毒感覺『威脅性』小多了，因此學生都爭相投入研究，只是為了安全起見，當時我們每人都看診申請一份『克流感』，以備不時之需，」他笑說。

此外，病毒崩與抗煞一號的化學結構也不同，「抗煞一號」僅為2D化學鏈的有機化合物，病毒崩則屬人工合成的分子酵素（成分類似可催化活性中心的蛋白質），呈團狀的3D結構，組成更為複雜，並同時具有「氧化」及「還原」能力的功能基，極易與其他物質互動，比僅具有「氧化」能力的抗煞一號，更易切斷病毒醣蛋白與酯蛋白的共價鍵結構，應用範圍也更廣。

後續研究也證實，除了H1N1新流感病毒外，舉凡H2N2、H3N2等季節流感病毒、H5N2禽流感病毒、常併發重症的腸病毒71型，以及俗稱「菜花」（尖頭濕疣）等性病與女性聞之色變的子宮頸癌元兇——HPV人體乳突病毒，全都是它的手下敗將。

2009年7月底，台大將這項研究成果，以超過新台幣千萬元的高額技轉金技轉給廠商，當年也創下台大創校以來最高技轉金紀錄，2個月後就製成噴劑與肥皂等商品正式上市。據廠商透露，目前病毒崩的年營業額已突破新台幣1,000萬元，每逢流感與腸病毒流行期間，就成為幼教機構及家長們的熱門團購商品，光在今年2月，業績就成長3成以上。

台大教授林世明團隊於2009年再度找到兼具氧化及還原能力的酵素模擬物──台大病毒崩，可成功切斷多種病毒醣蛋白與酯蛋白的共價鍵。圖為H1N1病毒加入病毒崩溶液後兵敗如山倒的情景。

病毒崩對抗各型病毒的效果屢獲肯定，學界也開始思索是否可將其應用在同樣具有傳染性且可能更難對付的細菌上，其中，一號敵人首推幾乎所有抗生素都束手無策的NDM-1超級細菌。

「NDM-1」是一種含有多重抗藥性基因的質體，能在細菌染色體外複製，並可經由傳遞而存在於大腸桿菌及克雷伯氏肺炎桿菌中，造成所謂的「NDM-1腸道菌感染症」，最早出現在印度新德里的醫院，其後逐漸在巴基斯坦、香港，甚至日本等地流行。

NDM-1抗藥性細菌最可怕的地方，在於幾乎所有的抗生素都無法產生療效，稱號「超級細菌」，目前臨床上僅老虎黴素及克痢黴素等極少數最後一線抗生素對它仍有療效，其他就只能依靠人體的免疫機制來自我痊癒。

2010年9月中旬，TVBS電視台節目「食尚玩家」的外景團隊在印度遭遇不明槍擊，導致兩名攝影師身受重傷，其中一名攝影師，在印度就醫時不幸感染NDM-1，返國後曾一度引起各界恐慌，所幸他本人屬「無症狀」患者，沒有併發難纏的發燒、肺炎及敗血症，經過一段時間的隔離後自然痊癒，也沒有造成國內的傳染疫情。

不過在該名患者體內培養出來的菌株，卻引起學界的高度關注，原本對「如何管控院內感染的多重抗藥菌」議題極感興趣的長庚大學醫學生物技術研究所長賴信志，也趁此機會向疾管局申請超級細菌進行研究。

賴信志指出，醫院環境既潮溼又溫暖，加上日以繼夜頻繁地消毒用藥，雖然可以殺死多數細菌，但還是有極少數能存活下來，除了NDM-1外，還有AB菌（即鮑氏不動桿菌）、綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌等，都是屬於抗藥性極強的超級細菌。

這群在醫院中流竄的抗藥性細菌，具有「打落水狗」的特質，意即通常只會攻擊癌末、重大手術、器官移植等免疫力較差的病人，一般健康正常人接觸則多無影響，然而一旦感染上就很難醫治，也常成為增添重症病人術後風險的最大不確定因素，因此如何管控這群院內感染菌，也成為醫界最頭痛的難題。

病毒崩不但可對抗病毒，即使連公認最難纏的超級細菌NDM-1也非敵手，左為研究人員將NDM-1放入培養皿「養菌」、右為將NDM-1置入不同濃度的病毒崩溶液中，詳細比對之下，可發現NDM-1只要遇到300ppm濃度之上的病毒崩溶液即無法存活。

為了測試病毒崩對抗此類細菌是否也有同樣的效果，賴信志商請台大團隊支援，提供不同濃度的病毒崩溶液協助研究。結果發現，不管是NDM-1、AB菌、綠膿桿菌等頑強的「超級細菌」，只要一碰上濃度達300ppm以上的病毒崩即無法存活，在短短的一分鐘內就可以被清除地乾乾淨淨。

賴信志解釋，和崩解病毒的原理類似，病毒崩也是利用其特殊的化學結構對抗細茵——先接近、嵌入並拉開細菌的細胞膜，再利用其不穩定的功能基和細菌內部的醣、蛋白、酯質等有機物質互動，最後失去細胞膜屏障及養分的細菌，只能走向衰亡。

此外，病毒崩滅菌的方式屬於物理機制，和攻擊特定生化標的抗生素不同，因此極不容易產生抗藥性。「就好像再難纏的細菌與微生物，都無法存活在絕對高溫、高壓的環境；而再怎麼突變的細菌，構造上都不可能沒有細胞膜，只要細菌存在細胞膜，遇上了病毒崩，就難逃被拉開崩解的命運，」賴信志說。

不過他也認為，非專一性、無差別式殺菌的病毒崩利弊參半，優點是用在體外殺菌效果極佳，如噴灑在醫院的門把、電梯按鈕、病床周邊、桌面及床底等易滋生細菌的地方，將可有效降低院內感染的風險；缺點則是「一律通殺」的特質，可能會誤傷其他無害的益菌，極難發展成抗生素等直接應用在人體的藥品。

病毒崩不但可對抗病毒，即使連公認最難纏的超級細菌NDM-1也非敵手，左為研究人員將NDM-1放入培養皿「養菌」、右為將NDM-1置入不同濃度的病毒崩溶液中，詳細比對之下，可發現NDM-1只要遇到300ppm濃度之上的病毒崩溶液即無法存活。

除了病毒與細菌，讓許多香港腳病患頭痛不已的黴菌，以及常造成女性私處搔癢發炎的白色念珠菌（亦為黴菌的一型），也已被證實可被病毒崩瓦解。

但也有人好奇，如此具有「神效」的分子酵素，若直接噴灑在人體皮膚表面時，會不會以同樣機制破壞表皮細胞呢？

曾進行多次體外細胞及動物實驗的林世明解釋，一般病毒的大小約在30-100奈米、細菌為0.5~3微米、黴菌則約3~10微米，但人體及動物細胞均在40~50微米以上，因此病毒崩不易侵入；另一方面，人體及動物細胞屬於「真核生物」，結構上與病毒及「原核生物」的細菌不同，因此病毒崩完全無損於動物細胞。

目前病毒崩是以「一般用品」的名義上市，非「醫療用品」，學者建議可用來噴灑於門把、鍵盤、電話、電梯按鈕、醫院與幼教機構的公用物品上，另外在疫情流行時，亦可像乾洗手或酒精稀釋液般，直接噴在手上消毒。

「未來是否能發展成直接噴在香港腳患部及女性私處的藥用噴劑，還需要有更嚴謹的後續研究及臨床試驗支持，」林世明說。

在人口稠密、人際接觸及國與國交流日益頻繁的今日，新病毒與細菌突變及流竄的速度，往往讓人措手不及，面對未來各種難以預料的傳染病，需要研發更多防疫利器，台大病毒崩正是國內學界開發新成果的典型案例。