「無敵星星」抗生素為什麼會失效?細菌的抗藥性是如何發生的?

  • 編譯/Fisher Wang

你是否曾經在看古裝劇時想過,過去的人好像都活不久?日劇「仁醫」,就描述身為醫生的主角穿越時空回到過去,在江戶時代利用現代的醫療知識,並提煉出了「盤尼西林」,才得以拯救民眾於各種疾病之中。

真實歷史上,在 20 世紀初以前,即使在工業化國家出生,平均預期壽命也才 47 歲,這是因為那時的人們無法根治任何由細菌所導致的感染或傳染病,包括知名的黑死病(鼠疫)、麻風病、梅毒、霍亂、結核病等等,都帶走了許多生命

盤尼西林在 1928 年被發現後,抗生素大約在 1940 年代開始被大量使用,從此開啟了抗生素的黃金年代,同時也替人類的存活與發展開啟了一座新的大門。

吃了無敵星星就能獲得無敵時間。圖/ytimg

有了抗生素,人類似乎就像吃了「無敵星星」。

抗生素是一種可抑制細菌生長或殺死細菌的藥物,在我們的生活中經常會接觸到。當身體裡的細菌被殺掉,身體的感染自然也會減緩。但是,抗生素的使用還是有風險,這個風險就是所謂的「抗生素抗藥性」(antibiotic resistance),而為了避免風險,你肯定聽過醫生苦口婆心的叮嚀──「這幾天份的藥一定要全部吃完」。

抗生素一開始就是微生物間的武器

只要有生物存在,就會自動形成生態競爭與平衡的現象,即使在微生物的世界中也不例外,抗生素這類的化學物質便是這些微生物們彼此平衡的重要角色。微生物、真菌會產生代謝產物,以抑制其它微生物生長、生存。微生物將抗生素作為武器,藉此攻擊與壓制其他微生物,以保有最大的生存空間和食物。

微生物之間的戰爭早就開打了。圖/pixabay

這場屬於微生物之間的戰爭早已經開打超過十億年了。有些細菌天生就對某些抗生素具有抗藥性,這也就是不同抗生素適用於不同感染的原因之一,例如:萬古黴素不能殺死大腸桿菌,而甲硝唑不能殺死引起百日咳的百日咳博德特氏菌等。

因此簡單來說,細菌對於抗生素有抵抗機制、或逐漸發展抵抗能力,其實滿正常的。

為什麼提到抗藥性,都要提抗生素濫用?

那為什麼我們還要擔心抗生素濫用的問題呢?這是因為我們今天使用的抗生素,大多數是以細菌和真菌自然產生的抗生素作為基礎開發的。如果細菌不曾遭遇抗生素,抗藥性的機制有可能會逐漸失效;但是現在,因為人類過度使用抗生素,細菌在環境裡面不斷遇到抗生素,有抗藥性的細菌就會因此被篩選留存下來。

具有抗藥性的微生物就會透過這個過程變得更多,人類使用抗生素所能達到的效果也就相對下降。

如果不遵循使用規則,會讓對有抗藥性的細菌越來越多喔。

所以,看醫生時,醫生常在開藥時叮嚀我們要吃完抗生素,是因為沒有吃完會影響身體免疫系統,而是因為你不把抗生素吃完,就無法完全殺死體內的細菌而不留活口。而被篩選下來、留下 1% HP 的細菌,恰恰有可能存有較能抵抗抗生素的基因突變,長此以往,就是在協助篩選、留下有抗藥性的細菌。

另一方面,本來只有部分細菌對某些抗生素具有抗藥性,但是因為人類在人體與環境中過度使用抗生素,使得以前被某些能被抗生素殺死的細菌,透過「基因突變」以及「水平基因轉移」的方式,而變得對那種抗生素產生抵抗力。也就是,細菌的基因自然而然突變了,所以不再受到抗生素的影響;或是細菌與細菌之間透過互相接觸而把能夠抵抗抗生素的 DNA 轉給其他細菌。

抗生素抗藥性:現代醫藥學的最大威脅

不當使用抗生素的結果,就是細菌變得越來越強了!甚至出現了可以抵抗多種抗生素的「超級細菌」,這次換細菌吃了無敵星星。在這樣的環境中,人類感染到具有抗生素抗藥性細菌的機會增加,這可能導致更多種類型的併發症、住院時間延長,且更容易死亡。儘管藥商與科學家不斷在尋找新的抗生素來抗衡具有抗藥性的細菌,但細菌不僅擅長適應各種環境,進化的速度也非常迅速。這就是為什麼抗生素不能亂吃,也不應該把抗生素的使用當作理所當然。

聯合國在 2016 年時曾經召開高峰會,討論抗生素抗藥性問題,並認為這已經成為「現代醫藥學的最大威脅」。參與的 193 個會員國也簽署了宣言,希望可以藉由這個行動鼓勵社會多進行抗生素相關研究,發展出新的抗生素,以減少現有細菌具有抗藥性的可能;同時,也希望大家透過這樣的宣示,能夠意識到持續使用抗生素會對人體和動物產生的重大風險與威脅。

乖乖把藥吃完可能可以成為救世英雄喔。圖/pexels

希望下次大家看醫生吃藥的時候,都可以遵照醫生指示使用,不要擅自決定少吃一點或是縮短療程,你的一個小小舉動,也可以減緩人體免於超級細菌的侵害呢。

參考資料

  1. The conversation: We know why bacteria become resistant to antibiotics, but how does this actually happen?
  2. 維基百科:抗生素濫用
  3. 維基百科:抗生素抗藥性
  4. Adedeji, W. A. (2016). The treasure called antibiotics. Annals of Ibadan postgraduate medicine14(2), 56.
  5. Gottfried, J. (2005). History Repeating? Avoiding a Return to the Pre-Antibiotic Age.
  6. 馬偕紀念醫院 抗生素的愛恨情仇

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