中大破解幽门螺旋菌生存谜团：揭示蛋白质“接力”运镍机制 助研发新型标靶药物

教授黄锦波（左四）与团队成员（左起）李家明、陈嘉俊、陈俊朗、蔡彤和邓茵茵。中大供图

全球约有一半人口受到幽门螺旋菌感染，这种细菌不仅是引发胃溃疡的头号元凶，更是导致胃癌的重要风险因素。香港中文大学（中大）研究团队近日取得重大突破，成功破解该菌在极酸环境下的生存机制，首次捕捉到其体内蛋白质安全运送具毒性“镍离子”的精确动态。此项研究成果已发表于国际顶尖学术期刊《美国国家科学院院刊》，为开发消化性溃疡疗法及降低胃癌风险带来重要突破。

幽门螺杆菌利用金属伴护蛋白UreE与UreG将有毒的镍转运至尿素酶示意图。中大供图

幽门螺旋菌之所以能在腐蚀性极强的胃酸中长期“定居”，全赖其体内一种名为“尿素酶”的酵素。这种酵素能将胃内的尿素分解成氨，迅速中和胃酸，让细菌安稳地附著在胃黏膜上。然而，激活尿素酶必须依赖“镍离子”，但游离的镍对细胞本身却具有剧毒。幽门螺旋菌如何在免受毒害的同时，将镍离子安全送达尿素酶，一直是科学界多年来亟待解决的谜题。

博士研究生陈俊朗在X射线衍射仪上安装晶体。中大供图

由中大生命科学学院教授黄锦波领导的研究团队，利用X射线结晶学与生化分析技术，终于揭开了这个微观世界的奥秘。团队发现，幽门螺旋菌内有两种名为UreE和UreG的“金属伴护蛋白”，专门负责护送镍离子，两者宛如接力运动员，透过紧密配合完成镍离子的交接。

UreE－UreG蛋白的晶体。中大供图

UreE－UreG复合体的结构。中大供图

研究人员首度捕捉到这两种蛋白质交接镍离子时的立体结构与“交棒”瞬间。研究显示，一种名为“GTP”的能量分子是促成两种蛋白质成功接力的关键。当GTP与UreG结合后，UreG会改变自身形状，将其镍结合位精准对接UreE，让镍离子顺利转移。取得镍离子后，UreG会再次变形并脱离复合体，将镍安全送往尿素酶。整个运送过程犹如一条密封的运输通道，确保细菌既能获取必需元素，又不会因有毒离子外泄而“自取灭亡”。

目前，医学界治疗幽门螺旋菌主要依赖抗生素，但随著临床抗生素耐药性问题日益严重，传统疗法的成效已大不如前。是次研究揭示了幽门螺旋菌存活的关键分子步骤，为未来的药物研发开辟了全新路径。

未来科研人员只需针对此机制，研发能阻断UreE与UreG交接镍离子的标靶药物，便能精准切断细菌的镍离子供应链。一旦失去镍离子，尿素酶便无法运作，幽门螺旋菌将失去中和胃酸的保护屏障，最终被胃酸自然消灭。这种全新策略无须依赖传统抗生素，不仅有望根治慢性感染、治愈消化性溃疡，更能大幅降低全球胃癌的发病风险。