【當年今周】因烏龍發現盤尼西林 開啟抗生素VS細菌永恒之戰! 

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抗生素是一種專門抑制或殺滅細菌的物質,是醫生治療細菌類疾病時經常使用的藥物,亦是近代醫學最偉大發明之一。盤尼西林是人類發現第一款大自然自行製作的抗生素,亦是最多人認識的抗生素名字。9月28日,是盤尼西林被意外發現的日子。

意外發現並成功找出方法大量生產盤尼西林的弗萊明教授,盤尼西林雖並非人類首隻廣泛利用的抗生素,但盤尼西林影響深遠,知名度遠比首隻發明並使用的磺胺更要高。(網絡圖片)

凌亂實驗室中的意外與發現

英國細菌學教授弗萊明(Alexander Fleming)是一個對葡萄球菌頗有研究的專家,他在倫敦大學講解細菌學。當年大家都認同弗萊明十分聰明,但就不太會整理自己,他在大學的實驗室頗為凌亂。

1928年7月,弗萊明正在撰寫一份有關葡萄球菌的論文,他拿了8月一整個月的假期,準備回鄉渡假。為了準備論文他在實驗室中準備了多個種了金黃葡萄球菌的培養皿。但很不慎的,其中一個培養皿忘記蓋上蓋子,弗萊明就這樣把培養皿放在實驗室離開。

1個月後的9月28日星期五,弗萊明回到實驗室。他終發現到自己疏忽浪費了一個實驗品,因為培養皿被霉菌污染了。但同時他留現到一個有趣發現:在霉菌的周邊,沒有葡萄球菌出現的痕跡───這就是盤尼西林意外發現的故事。

弗萊明被譽為是盤尼西林之父,盤尼西林後在弗萊明與牛津大學的柴恩(Ernst Chain)及弗洛里(Howard Flore)的努力下,成功純化並大量生產,拯救了大量二戰的前線軍人,三人共同獲得了1945年的諾貝爾生理學或醫學獎。

盤尼西林是由名叫青黴菌,一種很常見的霉菌所製造。圖為在電子顯微鏡下觀察的青黴菌,可名顯觀察到有如掃把狀的菌絲。(視覺中國)

抗生素冷知識你知多少? 為何如此重要?

抗生素之所被稱為史上最偉大的發明之一,是因為它能在大部份時間不影響人體的情況下,擊退細菌防止感染,今日已成為治療細菌類疾病時經常使用的藥物。

抗生素可以合成製造或自然生產,盤尼西林是人類發現首款大自然自行生產的抗生素,由青黴菌一種常見的真菌所製造。青黴菌會做成典型的食物發霉變壞,但過程中產生的副產品盤尼西林卻是一種強力殺菌劑,可以破壞細菌細胞壁導致細菌破裂死亡。

除了直接殺菌外,抗生素還有另一個類別,以抑制細菌生長做到滅菌作用。如人類首次合成的抗生素磺胺,作用機制是阻礙細菌合成葉酸。葉酸是細菌生長和繁殖的重要物質,缺少葉酸可大大減慢細菌繁殖速度,繼而讓人體有時間產生足夠免疫力消滅細菌。

超級細菌出現 抗生素與細菌的競賽

不過,隨着人類過度使用抗生素,因抗生素帶來的副作用亦逐漸明顯───超級細菌。超級細菌之所以出現,是因人類頻繁使用抗生素,加速細菌進化所致。細菌繁殖速度非常快,因此特別容易出現突變,當細菌持續承受抗生素攻擊的壓力,有機會突變繁殖出能中和抗生素作用的細菌。

濫用抗生素愈容易產生能抵抗抗生素的「超級細菌」,當抗生素再對細菌無效時,當感染人類而人體免疫力無法消滅細菌,後果將非常嚴重。(視覺中國)

更甚的是細菌能互相溝通,傳遞各自的質體(細胞內的一種物質),或從死亡的細菌中獲取DNA情報,因此一旦突變出現能中和抗生素的細菌,該細菌就能快速繁殖散播,變成難以治療的超級細菌。

盤尼西林因毒性少可輕易量產,過去被大量使用,今天不少原可被盤尼西林輕鬆殺死的細菌已產生抗藥性。惟抗生素不只一種,在盤尼西林被發現後人類意識到抗生素的重要性,半個世紀以來愈來愈多抗生素被發現或製作出來。不同抗生素有不同作用機制,細菌能進化出抵抗一種抗生素會被另一種抗生素抑制或殺死。

因此可以說,發明新抗生素和細菌進化有如競賽,今天科學家的目的就是在超級細菌出現之前,發明新的抗生素以備不時之需。但人類還是有方法減慢細菌的進化速度,就是減少利用抗生素。不是所有細菌疾病都有使用抗生素的必要,飼養性畜亦應限制使用抗生素。減少濫用抗生素,就能減少製造超級細菌的機會。



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