走出派丁頓車站 —抗生素的未來(四) Out of London Paddington Station-The future of antibiotics (IV)

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走出派丁頓車站 —抗生素的未來(四) Out of London Paddington Station-The future of antibiotics (IV)
高雄師範大學生物科技系 許惇偉助理教授

連結:走出派丁頓車站 —抗生素的現在(三) Out of London Paddington Station-The present of antibiotics (III)

音樂家莫札特(1756-1791) 、舒伯特(1797-1828) ,小說家卡夫卡(1883-1924) 、歐威爾(1903-1950),詩人濟慈(1795-1821) ,數學天才拉馬努金(1887-1920) ,這些人有什麼共通點?有的,他們都活在前抗生素時代,而且都不幸的於盛年死於感染疾病,如果他們活在抗生素出現以後,或許能被治癒,活更久,影響世界更多。

然而人類創造出的這種抗生素時代造成的生存優勢,也很可能在人類不加節制善用抗生素的情況下接近尾聲。最糟的狀況下,我們將又回到前人面對感染病症無計可施的窘況,我們也稱之為「後抗生素時代」。

事實是已經有越來越多的報告指出,以前容易治療的結核病、細菌性肺炎、金黃葡萄球菌感染等等,現在已經越來越難被控制,而目前全球每年死於這些無法控制的感染症的人數已經超越癌症死亡人數。

世界衛生組織針對這問題,已經陸續執行更多節流開源的方式,希望能有效遏止力挽狂瀾。

首先是節流方面,是透過各種行政手段去限制並教育人們使用抗生素的正確觀念,以減少抗生素的使用規模與數量,往後隨意販賣使用抗生素的商業行為將受到更多約束(圖一) 。

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圖一 開發中國家不加規範的販售抗生素 也是促成細菌抗藥性提高的原因。(圖片來源 Science 509: 555-557. 2014)

至於開源的努力,他們努力尋找各種規範,希望能幫忙縮短藥廠在抗生素領域新藥的開發流程與縮小實驗規模,避免三年之病要求七年之艾的緩不濟急。

這時基礎科學家們也沒閑著,他們努力找尋各種新的想法,希望能在抗生素的發現上有所突破,填補廿七年來沒新種類抗生素可用的空白。舉幾個例來說,美國普林斯頓大學的Basseler教授利用海洋弧菌為研究模型,仔細了解當這些細菌數量變多時,如何彼此透過化學訊息溝通,然後產生被稱為群聚效應(Quorum sensing)的集體行動。因為很多時候,其實不是抗生素作用不好,而是細菌透過群聚效應這種集體繁殖打群架的方式讓抗生素陷入孤掌難鳴的苦處。 Basseler這幾年已經找出一些化合物,也得到初步的臨床效果。

英國新堡大學的細菌學家Errington教授則另闢蹊徑,他研究枯草桿菌的各種生理行為,找出枯草桿菌躲避抗生素屠殺的方法,接著跟化學家合作去篩檢出可以攻擊這些不受教細菌的化學物質。他許多基礎研究結果也已經由藥廠承接,探尋開發這些化學物質作為新種類抗生素的可能。

2009年諾貝爾化學獎的大師Ramakrishnan則利用他高超的生物化學技術,高度解析許多原有的抗生素如何影響細菌蛋白質功能,接著再將攻擊蛋白質目標很接近的一些抗生素用化學方式鍵結一起,弄成像雙導彈頭合體的武器,讓他們可以給病菌在最短時間內雙重致命打擊,連產生抗藥性的可能性都大減,他的這些發現甚至已經應用到臨床治療上。

八十幾年前,抗生素列車開出了倫敦派丁頓車站,沒有人希望它停,而它,的確也不能停。我們都是在同一列車上的乘客,需要它帶著我們開往未來。沒有人能置身事外。

參考文獻:

  • Woolhouse M, and Farrar J. (2014) An intergovernmental panel on antimicrobial resistance. Science 509: 555-557.
  • Ng WL, Perez L, Cong J, Semmelhack MF, Bassler BL. (2012) Broad spectrum pro-quorum-sensing molecules as inhibitors of virulence in vibrios. PLoS Pathog. 8(6):e1002767.
  • Mercier R, Kawai Y, Errington J. (2013)Excess membrane synthesis drives a primitive mode of cell proliferation.
    Cell 152:997-1007.
  • Voorhees RM, Ramakrishnan V. (2013) Structural basis of the translational elongation cycle. Annu Rev Biochem. 82:203-36.

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