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微生物的抗藥性

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王道還｜中央研究院歷史語言研究所助理研究員

今（2014）年4月底，世界衛生組織（WHO）發表報告，指出對特效藥具抗藥性的微生物是全球公衛的「重大威脅」。這是WHO第一次針對這個議題發布的全球調查報告。從調查結果歸納出的一個重大發現是，WHO公衛資訊網覆蓋的每個地區，常見細菌中都有很高的比率不畏抗生素，例如腸桿菌（包括大腸桿菌、克雷伯氏肺炎菌（Klebsiella pneumonia））、金黃色葡萄球菌。由於過去30年都沒有發現重要的新型抗生素，21世紀很可能成為「後抗生素時代」– 常見的感染與小創傷都可能要人的命。

細菌對抗生素產生抗藥性，並不是新鮮的問題。盤尼西林與鏈菌素問世不久，臨床醫師便注意到有些病人對它們沒有反應。至於對抗生素產生抗藥性的細菌是怎麼出現的，也不難理解。

但是，我們還是低估了細菌的本領。因為我們假定：細菌對抗抗生素的武器是自然出現的突變基因。而我們在國中就學過，基因突變通常會為生物帶來災禍，而不是帶來福利，帶來福利的突變很罕見。我們沒有想到，細菌會彼此交換好東西：一個擁有有利突變基因的細菌，可以把那個突變基因送給其他細菌。因此，要是有利的突變基因出現了，很容易散布開來，大家都蒙福利。難怪常見細菌中有很高的比率具有對抗抗生素的本領。

因此現在科學家研究抗生素，一個重要的課題就是抗藥性：找出細菌破解抗生素的招式，再研發反制的辦法使抗生素發揮功效。

有一類抗生素 – 碳青黴烯類抗生素（carbapenems），屬於嚴重感染症的後線用藥，例如腸桿菌引起的肺炎、敗血症、腦膜炎。這類抗生素的殺菌原理是：它的分子中有個叫做「乙內醯胺（β - lactam）」的零件，能干擾細菌生成正常的細胞壁。細菌缺乏正常細胞壁的保護容易死亡。可是細菌見招拆招，演化出能拆解乙內醯胺的分解酶，使抗生素失效。科學家發現，細菌的乙內醯胺分解酶分兩大類，醫師已經有藥對付其中一類：處方的時候，除了抗生素外，會多給一種藥專門破解細菌的分解酶。

另外一類以「新德里金屬乙醯胺分解酶」（NDM - 1）為代表，醫師仍然束手無策。最近加拿大馬克馬斯特大學的研究團隊以傳統的篩檢方法，在天然化學物質中找到了AMA，正好能剋制它。AMA是一種真菌分子，醫師用它抑制血管張力素轉化酶（ACE）。ACE是身體製造的分子，用以收縮血管、升高血壓。由於ACE與NDM-1有類似之處，研究人員產生靈感，想到以AMA對付NDM - 1的點子。結果，小鼠實驗顯示AMA與抗生素合併使用，可以治癒超級細菌感染。

參考資料

Meziane - Cherif, D. and P. Courvalin (2014) Antibiotic resistance: To the rescue of old drugs. Nature, 510, 477 - 478.

資料來源

《科學發展》2014年8月，500期，76 ~ 79頁

抗生素(58) 抗藥性(14) 基因突變(8) 科發月刊(5210)

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