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超級細菌(superbug)並不是新鮮事,三萬年前就有了!

超級細菌(帶有NDM-1抗藥基因)、超級淋病(1)、超級大腸桿菌(2)的出現,在在都讓人想到,人類與病菌的戰爭,到底還能打多久呢?

事實上,自從青黴素(penicillin)在1928年由Alexander Fleming自青黴(Penicillium notatum)中發現後(3),更多的抗生素由不同種類的細菌跟真菌中分離出來。由於細菌與真菌合成抗生素的理由,都是為了要打敗他們的同道,以取得更多的生存資源,所以一直有人懷疑,這些抗藥基因應該早就存在在細菌與真菌之中,只是過去沒有任何一種生物懂得去使用這些細菌和真菌中的天然產物,所以也就沒有機會去看到這些菌罷了。

懷疑是一件事,但是要證明卻不容易。過去也曾有人宣稱由西伯利亞的凍土中分離出古代的細菌,而且這古代的細菌也含有抗藥基因;但由於實驗作得不夠周延,也沒有辦法說服學界。

但是,最近(2011年8月),發表在「自然」雜誌上的研究(4),證明了抗藥基因對細菌來說,完全不是新鮮事,早在三萬年前就出現了。

在加拿大Hamilton的McMaster大學的團隊,為了證明抗藥基因早就存在於細菌之中,他們鑽挖加拿大Dawson City的凍土,並從裡面分離出DNA後,進一步分析是否含有抗藥基因。

圖片來源: ScienceNow

為了證明他們的樣品沒有污染到現代的細菌,加拿大的團隊同時也分析這些樣品中是否含有現代動植物的基因。結果發現這些樣品中可以找到長毛象以及古代禾本科植物(grasses)的基因,但是沒有現代動植物的基因。

至於抗藥基因呢?加拿大的研究團隊發現,除了抗青黴素的基因以外,他們還找到了抗四環黴素(tetracyclin)、抗汎可黴素(vancomycin,第四代抗生素,被認為是最後的防線)的基因。

接著他們把抗汎可黴素的基因完整的分離出來,並且萃取出蛋白質來測定他的活性。結果發現,古代抗汎可黴素的基因,跟從現代細菌中分離出來的活性幾乎完全相同。

這個驚人的發現告訴了我們,人類自以為找到抗生素就可以所向無敵,不再害怕細菌感染的想法,從根源就是錯的。至少三萬年前,細菌就把武器準備好了,只是在等時機而已。

即使是謹慎地使用抗生素,無藥可用的一天只怕還是會到來;如果大量的濫用,只怕這一天就在眼前。

參考資料:

1. 中央廣播電台. 2011/7/12. 抗生素全無效 超級淋病10至20年擴散全球.

2. Miscellaneous999. 2011/6/2. 傳說中的「大腸精」出現了嗎

3. Wikipedia. 2011/11/8. Penicillin.

4. V. M. D’Costa, C. E. King, L. Kalan,  M. Morar, W. W. L. Sung, C. Schwarz, D. Froese, G. Zazula,       F. Calmels, R. Debruyne, G. B. Golding, H. N. Poinar & G. D. Wright. 2011. Antibiotic resistance is ancient. Nature. 477: 457–461

5. ScienceNow. 2011/8/31. Superbugs Predate Wonder Drugs – ScienceNOW

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