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頑強的病菌何以捲土重來?

頑強的病菌何以捲土重來?

 頑強的病菌何以捲土重來?

自從生命在地球出現,病毒、細菌、原生動物、真菌,以及形形色色的微生物就已經存在。微生物是最簡單的生物,適應力卻特別強,甚至在極惡劣的環境中也能生存。不論是海洋深處熾熱的火山口,還是北極冰冷的水中,都能發現微生物的蹤跡。現在,微生物正使出渾身解數,跟威脅牠們生存的勁敵——抗微生物藥——頑抗。

一百年前,科學家已察覺到一些微生物可以致病,但當時誰也沒聽說過抗微生物藥。因此,人如果得了嚴重的傳染病,醫生除了安撫病人就沒別的辦法了。病人要靠自身免疫力跟病菌搏鬥。要是免疫系統敗下陣來,後果就不堪設想。即使是小小的抓傷,傷口感染了細菌的話,也往往能導致死亡。

因此,當第一種安全的抗微生物藥——抗生素——面世,的確為醫藥界帶來了新的突破。 *繼20世紀30年代研製了磺胺藥,40年代研製了青霉素和鏈霉素後,接著的幾十年有不少新抗微生物藥相繼面世。到了90年代,這支抗菌生力軍已增至大約150個化合物,分屬15個類別。

功敗垂成

上個世紀五六十年代,有些人認為人類已經戰勝了傳染病菌。有些微生物學家 甚至相信,傳染病菌即將成為逝去的夢魘。1969年,美國衛生局局長向國會作證,人類快要為「研究傳染病菌劃上句號」了。1972年,諾貝爾獎得獎人麥克法蘭·伯內特跟戴維·懷特合著的書說:「有關傳染病菌的未來趨勢,一個比較可信的預測是,這個課題會變得沉悶,再沒有新意。」事實上,當時有的人更認為傳染病菌很快就會在世上絕跡。

由於相信傳染病菌已被打敗,人類不禁沾沾自喜。例如,一個護士留意到,抗生素面世後,一些較年輕的護士竟忽視簡單的個人衛生。這個資深的護士深知病菌多麼可怕,就提醒她們勤洗手,卻被搶白了一番:「不必杞人憂天,現在我們有抗生素嘛。

過度依賴和濫用抗生素終於帶來了災難性的後果。傳染病菌不但沒有絕跡,還向人類全面反攻,成為世上的頭號殺手!另一方面,其他因素也加速了傳染病菌的擴散,例如戰亂、發展中國家營養不良的問題日益嚴重、清潔水源缺乏、衛生環境惡劣、世界旅遊業急速發展,以及全球氣候改變等。

細菌全力反擊

人類萬萬沒有想到,普通細菌的抗藥能力會這麼強,竟成為棘手的難題。然而,追溯往跡,人類本應 預料到細菌會產生抗藥性的。為什麼呢?且以殺蟲劑為例。人類在40年代中期研製出殺蟲劑。 *當年,乳牛場主噴了殺蟲劑後,蒼蠅的數目銳減,不禁大為興奮。但是,有些蒼蠅卻生存下來,牠們的後代對殺蟲劑也產生了抗藥性。不久,這些不怕殺蟲劑的蒼蠅就大量繁殖起來。

早在殺蟲劑面世,以及1944年開始給病人服用青霉素之前,有害的細菌已顯示出牠們詭異的自衛本領。發現青霉素的微生物學家弗萊明就留意到這點。他在實驗室裡觀察到,金黃色葡萄球菌繁殖幾代之後,牠們的細胞壁就越來越有能力阻擋藥物進入菌體。

有見及此,弗萊明教授早在60年前就發出警告,病人體內的病菌極可能對青霉素產生抗藥性。如果青霉素的劑量未能殲滅有害的細菌,抗藥性的後代就會不斷增加。結果,這類病菌再度活躍時,就連青霉素也無能為力了。

《抗生素——是禍是福?》指出:「事實證明,弗萊明的推斷非常準確,甚至情況比他所說的還要嚴重。」怎麼會這樣呢?原來,有些細菌的基因(脫氧核糖核酸的細小 藍圖)能產生抵禦青霉素的酶。因此,即使病人長期使用青霉素,病情仍舊沒有轉機。這個發現叫人多麼震驚!

為了戰勝傳染病菌,醫學界從40至70年代起,就不斷研製新的抗生素,這種情況一直延續到80和90年代。新的抗生素能抑制對舊藥物有抗藥性的細菌。可是幾年之後,這些新藥又再敗於頑強的細菌手下。

人類發現,細菌似乎足智多謀,常常叫藥物喪失功效。細菌的應變能力無奇不有,例如變換細胞壁,阻止抗生素進攻;改變自身的化學結構,令抗生素無法消滅牠們。即使抗生素能進入菌體,細菌也能迅速排走抗生素,或者分解抗生素,使藥物無用武之地。

人類使用抗生素越多,不同種類的抗藥性細菌就繁殖得越迅速,傳播得越廣泛。人類徹底失敗了嗎?這又不盡然。如果一種抗生素治不好某一類感染,通常用另一種抗生素卻能奏效。雖然抗藥性病菌製造了很多麻煩,但目前還未到失控的程度。

能頑抗不同的藥物

接著,醫學家發現細菌竟能交換基因,不禁大吃一驚。起初,他們以為只有同類的細菌才能交換基因,後來卻發現,種類迥異的細菌竟有相同的抗藥基因。通過互換基因, 不同種類的細菌對常用的各種藥物就築起了更堅固的防線。

更糟的是,90年代的研究顯示,有些細菌天生就有抵抗力,對入侵的藥物了無懼色。有些細菌即使只遇上一種抗生素,但跡象顯示,牠們能夠抵禦多種天然和合成的抗生素。

前景黯淡

今天,雖然大部分抗生素仍能治好許多人,但這些藥物將來也同樣有效嗎?《抗生素——是禍是福?》指出:「無論是哪一類感染,頭一次採用的抗生素未必就能見效。」該書又說:「有些地區缺乏足夠的抗生素,換言之,當地根本沒有 現成的抗生素是有效用的。……50年前,我們預測有些病菌會在世上絕跡,但今天卻有很多人飽受這些病菌煎熬,甚至死在牠們手中。」

細菌並不是惟一產生抗藥性的微生物。病毒、真菌、細小的寄生生物也有驚人的適應能力。全球醫學界陷於困境,深恐以往費盡心思研製出來的藥物,已無法抑制肆虐的病菌。

那麼,還有什麼對策嗎?醫學界能對付抗藥性病菌嗎?或至少能控制牠們嗎?傳染病菌困擾全球,抗生素和其他抗微生物藥可以怎樣反敗為勝呢?

[腳注]

^ 4段 「抗生素」一詞通常指用來抵禦致病菌的藥物。「抗微生物藥」則是個統稱,所有能消滅致病微生物如病毒、細菌、真菌、寄生蟲等的藥物,都是「抗微生物藥」。

^ 10段 殺蟲劑和某些藥物都含毒性,好壞參半。抗生素能消滅病菌,但同時也一併殺滅了有益的細菌。

[第6頁的附欄或圖片]

何謂抗微生物藥?

抗微生物藥屬於「化學療法」,意思是用化學物質來治病。醫生為你處方的抗生素就屬於抗微生物藥。雖然「化學療法」一詞通常跟治療癌症有關,但原先是用來醫治傳染病的,用途至今不變。這種療法稱為抗微生物化學療法。

微生物是極其細小的生物,只有在顯微鏡下才能看到。抗微生物藥是化學物質,能對付致病微生物。可惜的是,抗微生物藥也會同時傷害有益的微生物。

1941年,瓦克斯曼(發現鏈霉素的其中一個微生物學家)把抗菌藥物也稱為「抗生素」,而抗菌藥物是從微生物中提取的。在藥物治療方面,抗生素和其他抗微生物藥的療效良好,能夠毒殺病菌,卻不至嚴重毒害人本身。

其實,所有抗生素對人體都有若干毒性。藥物有多少成分能抑制病菌,多少成分會傷害人體,兩者的比值稱為治療指數。比值越大,藥物就越安全;比值越小,藥物就越危險。其實,人類已發現了數以千計抗生素,但大部分都不能當藥物用,因為毒性太強,對人和動物都有害。

第一種可以內服的天然抗生素是從青霉菌產生的青霉素。1941年,醫生首次為病人靜脈注射青霉素。過了不久,在1943年,鏈霉素被人從一種土壤放線菌中分離出來。之後,醫學界研製了更多抗生素,有些是從生物中提取的,有些則是合成的。然而,細菌正千方百計抵抗各種抗生素,對全球醫學界造成了極大的衝擊。

[圖片]

碟下方的細菌受到青霉菌落的抑制,不能繁殖

[鳴謝]

Christine L. Case/Skyline College

[第7頁的附欄或圖片]

微生物的種類

病毒是微生物中最細小的。由病毒引起的常見病有感冒、流感和咽炎。病毒也能導致嚴重的疾病,例如脊髓灰質炎、伊波拉病和愛滋病。

細菌是單細胞生物,結構非常簡單,沒有細胞核,通常只有一條染色體。萬億細菌寄居於人體,大部分都在消化道內。細菌能促進人體的消化功能,而且是有助於凝血的維生素K的主要來源。

現在已知的細菌大約有4600種,當中能引起疾病的只有300種左右,這類細菌就是病原菌。雖然相對來說病原菌只是少數,卻足以引起各種各樣的疾病,使人類和動植物都大受威脅。人類受細菌感染而導致的疾病包括結核病、霍亂、白喉、炭疽病、蛀牙,以及若干類型的肺炎和性病。

原生動物跟細菌同是單細胞生物,卻有至少一個細胞核。變形蟲、錐蟲和導致瘧疾的寄生蟲都是原生動物。三分之一原生動物是寄生蟲,種類多達一萬。不過,只有少數寄生蟲會使人類害病。

真菌也能引起疾病。真菌有一個細胞核,這種生物能形成菌絲體。常見病包括癬菌病(例如腳癬)和念珠菌病(假絲酵母屬)。被真菌嚴重感染的通常是免疫力較弱的人,而免疫力受損跟營養不良、癌症、藥物或病毒感染有關。

[圖片]

伊波拉病毒

金黃色葡萄球菌

蘭伯氏賈第鞭毛蟲

癬菌

[鳴謝]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Courtesy Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[第4頁的圖片]

發現青霉素的微生物學家弗萊明