【当年今周】因乌龙发现盘尼西林 开启抗生素VS细菌永恒之战! 

撰文: 欧敬洛
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抗生素是一种专门抑制或杀灭细菌的物质,是医生治疗细菌类疾病时经常使用的药物,亦是近代医学最伟大发明之一。盘尼西林是人类发现第一款大自然自行制作的抗生素,亦是最多人认识的抗生素名字。9月28日,是盘尼西林被意外发现的日子。

意外发现并成功找出方法大量生产盘尼西林的弗莱明教授,盘尼西林虽并非人类首只广泛利用的抗生素,但盘尼西林影响深远,知名度远比首只发明并使用的磺胺更要高。(网络图片)

凌乱实验室中的意外与发现

英国细菌学教授弗莱明(Alexander Fleming)是一个对葡萄球菌颇有研究的专家,他在伦敦大学讲解细菌学。当年大家都认同弗莱明十分聪明,但就不太会整理自己,他在大学的实验室颇为凌乱。

1928年7月,弗莱明正在撰写一份有关葡萄球菌的论文,他拿了8月一整个月的假期,准备回乡渡假。为了准备论文他在实验室中准备了多个种了金黄葡萄球菌的培养皿。但很不慎的,其中一个培养皿忘记盖上盖子,弗莱明就这样把培养皿放在实验室离开。

1个月后的9月28日星期五,弗莱明回到实验室。他终发现到自己疏忽浪费了一个实验品,因为培养皿被霉菌污染了。但同时他留现到一个有趣发现:在霉菌的周边,没有葡萄球菌出现的痕迹───这就是盘尼西林意外发现的故事。

弗莱明被誉为是盘尼西林之父,盘尼西林后在弗莱明与牛津大学的柴恩(Ernst Chain)及弗洛里(Howard Flore)的努力下,成功纯化并大量生产,拯救了大量二战的前线军人,三人共同获得了1945年的诺贝尔生理学或医学奖。

盘尼西林是由名叫青霉菌,一种很常见的霉菌所制造。图为在电子显微镜下观察的青霉菌,可名显观察到有如扫把状的菌丝。(视觉中国)

抗生素冷知识你知多少? 为何如此重要?

抗生素之所被称为史上最伟大的发明之一,是因为它能在大部份时间不影响人体的情况下,击退细菌防止感染,今日已成为治疗细菌类疾病时经常使用的药物。

抗生素可以合成制造或自然生产,盘尼西林是人类发现首款大自然自行生产的抗生素,由青霉菌一种常见的真菌所制造。青霉菌会做成典型的食物发霉变坏,但过程中产生的副产品盘尼西林却是一种强力杀菌剂,可以破坏细菌细胞壁导致细菌破裂死亡。

除了直接杀菌外,抗生素还有另一个类别,以抑制细菌生长做到灭菌作用。如人类首次合成的抗生素磺胺,作用机制是阻碍细菌合成叶酸。叶酸是细菌生长和繁殖的重要物质,缺少叶酸可大大减慢细菌繁殖速度,继而让人体有时间产生足够免疫力消灭细菌。

超级细菌出现 抗生素与细菌的竞赛

不过,随着人类过度使用抗生素,因抗生素带来的副作用亦逐渐明显───超级细菌。超级细菌之所以出现,是因人类频繁使用抗生素,加速细菌进化所致。细菌繁殖速度非常快,因此特别容易出现突变,当细菌持续承受抗生素攻击的压力,有机会突变繁殖出能中和抗生素作用的细菌。

滥用抗生素愈容易产生能抵抗抗生素的“超级细菌”,当抗生素再对细菌无效时,当感染人类而人体免疫力无法消灭细菌,后果将非常严重。(视觉中国)

更甚的是细菌能互相沟通,传递各自的质体(细胞内的一种物质),或从死亡的细菌中获取DNA情报,因此一旦突变出现能中和抗生素的细菌,该细菌就能快速繁殖散播,变成难以治疗的超级细菌。

盘尼西林因毒性少可轻易量产,过去被大量使用,今天不少原可被盘尼西林轻松杀死的细菌已产生抗药性。惟抗生素不只一种,在盘尼西林被发现后人类意识到抗生素的重要性,半个世纪以来愈来愈多抗生素被发现或制作出来。不同抗生素有不同作用机制,细菌能进化出抵抗一种抗生素会被另一种抗生素抑制或杀死。

因此可以说,发明新抗生素和细菌进化有如竞赛,今天科学家的目的就是在超级细菌出现之前,发明新的抗生素以备不时之需。但人类还是有方法减慢细菌的进化速度,就是减少利用抗生素。不是所有细菌疾病都有使用抗生素的必要,饲养性畜亦应限制使用抗生素。减少滥用抗生素,就能减少制造超级细菌的机会。