母乳成分复杂，有多种一直在不断改变的成分，包括蛋白质、脂肪和糖类，这些成分可以保护婴儿免受细菌的侵染。
过去，科学家一直致力于研究母乳中蛋白的抗菌能力。然而，范德堡大学的一个由化学家和医生组成的跨学科组发现人母乳中的一些碳水化合物不仅有抗菌能力，而且能增强抗菌蛋白的抗菌效能。
“这是第一次在人乳中发现碳水化合物具有广谱的抗菌能力。”这项研究的负责人副教授 Steven Townsend说。“这些化合物的最引人注目的性质之一，它们是无毒的，不像大多数抗生素一样。”这项结果发表在《ACS Infectious Diseases》杂志上。
这项研究最基本的动力是因为现在细菌对抗生素产生抗性这个问题越来越严重了，据美国疾病预防与控制中心估计，每年有23000人因为这个问题死亡。
“我们开始尝试使用不同的方法来对抗病原菌。为了这个目标，我们研究一中特殊的细菌——B族链球菌，一种造成全世界范围内新生儿感染的主要病原菌。我们怀疑这种菌的主要宿主——孕妇是不是会产生一种分子抑制或者杀死它们。”Townsend说。
Townsend和他的同事把注意力转向母乳中的具有抗菌能力的糖类而不是蛋白质，而之前认为这种研究更困难。
Townsend说：“在上个世纪，生化学家一直认为蛋白质是最重要的，而糖类不过是辅助。大部分人都相信他们的说辞，即使没有足够的数据支持这种说法。我们对于糖类的作用了解非常少，作为一名糖蛋白化学家，我想去了解这些糖类的作用。”
为了实现这个目的，研究者从获得的母乳样本中筛选低聚糖，并利用质谱技术对它们进行了鉴定。然后研究者将这些糖类加入到链球菌培养基中并在显微镜下进行观察，发现一些低聚糖不仅可以直接杀死细菌，还可以分解细菌用来保护自身的生物膜。
在预实验中，Townsend实验室一共收集了5个样，他们发现其中一个样的糖类几乎杀死了所有的链球菌；在另一个样中，糖类的杀伤力稍弱一些，而在另外三个样中，细菌的活动能力减弱。在接下来的研究中，他们额外测试了超过24个样，其中两个可以分解细菌的生物膜和杀死细菌，有四个可以分解生物膜但是不能杀死细菌，还有两个能杀死细菌但不能分解它们的生物膜。
Townsend表示：“我们的结果显示这些糖类对细菌有连续暴击的能力。首先，它们可以让细菌变得敏感，然后再杀死它们。生物学家称这个为‘多重毁灭’，这项研究发现可以为制造新的抗菌药提供思路。”
把从母乳中获取的糖类和从人类唾液中分离得到的抗菌多肽与链球菌培养基混匀，研究者发现糖类不仅可以分解细菌的生物膜还可以提高其他抗菌物质的杀伤力。在接下来的实验中，这个团队还证明母乳中的糖类还具有广谱杀菌能力，包括引起全世界范围内住院感染的主要病原菌“ESKAPE”中的两种。
参考资料：Dorothy L. Ackerman, Ryan S. Doster, J?rn-Hendrik Weitkamp, David M. Aronoff, Jennifer A. Gaddy, Steven D. Townsend. Human Milk Oligosaccharides Exhibit Antimicrobial and Antibiofilm Properties against Group B Streptococcus. ACS Infectious Diseases, 2017; 3 (8): 595 DOI: 10.1021/acsinfecdis.7b00064
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