超級細菌是何方神聖?

微生物的演化促使細菌對環境的壓力產生抵抗力,而抗藥性是細菌對抗抗生素的一種方式。細菌藉由抗藥性得以在一種或多種抗生素作用下生存,對多種抗生素具抗藥性的細菌被視為具有多重抗藥性,或者更通俗地稱為超級細菌。抗藥性細菌產生是當代醫學日益嚴峻的現象,已成為21世紀重要的公共健康議題之一。我們在本文將引領讀者認識超級細菌,並探索抗藥性細菌造成的問題及如何預防超級細菌產生。

撰文|陳淵銓

什麼是超級細菌?

根據抗生素可以抑制細胞壁、細胞膜、蛋白質(酵素)或核酸合成的作用機轉,理論上絕大多數的細菌應該都可以被抗生素殺死。然而,自然界的生命在環境改變時,大多會自己尋找出路以便適應新環境而持續生存,細菌也不例外。某些細菌是可以透過突變或質體(plasmid)交換來改變自身的基因以發展出對抗抗生素的能力,所謂的「超級細菌(superbug)」就是擁有「多重抗藥性(multidrug resistance)」的細菌,通常是對三種或三種以上的抗生素有抗藥性。細菌彼此之間可以透過某種機制交換彼此的基因,故這種抗藥性的基因可以在細菌之間流傳。抗藥性細菌平時不一定生存得很好,與其他細菌之間有競爭關係,這類細菌雖有抗藥的特殊能力,但因可能有其他方面的缺陷,有時反而被其他沒有抗藥性的細菌壓制著,而勉強存活在眾多菌群之中。那麼抗藥性細菌什麼時候能展露頭角呢?答案就是在濫用抗生素的時候。當抗生素被過度使用後,大多數非抗藥性的細菌都會死亡,只有超級細菌能夠持續存活著,而且取得其他細菌死亡後讓出來的空間和資源。

抗藥性細菌造成的問題?

一旦病患感染了抗藥性細菌,對醫師用藥造成的最大的困擾就是許多常見、有效且便宜的抗生素失去效用,產生主要問題如下:

一、完全依賴免疫系統對抗細菌:當人體受到外來微生物感染時,免疫系統就會啟動,抗生素對於人類而言是一種幫助身體對抗細菌的輔助系統,畢竟在有些狀況下,入侵細菌若太多太猛,免疫系統也抵擋不住,但如果抗生素沒有效用,就只能靠身體的免疫力了。因此,只要免疫力夠好,即便是抗藥性細菌進入身體內,也沒辦法戰勝免疫系統而致病,但多數受到超級細菌感染的患者,通常另有其他因素導致免疫力在當時處於相對低下的狀態,而使得進入血液的細菌大量繁殖,又無法得到適合的抗生素輔助,所以容易導致敗血症而死亡。

二、誘發更多及更強抗藥性菌株產生:抗藥性細菌可能獲得第一線抗生素的抵抗力,從而需要使用第二、三線藥物。通常選用第一線藥物是基於高安全性、易獲得性和成本低廉等考量;採用的二、三線藥物則通常是廣效性、具明顯副作用及較昂貴的,或是受到情勢急迫而使用但卻局部無效的。某些細菌相繼獲得第二及第三線抗生素的抗藥性後,便容易變成具多重抗藥性的超級細菌,例如:金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)及綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)具有高水準的內在抗藥性甚至交叉抗藥性(cross resistance),經常造成的嚴重院內感染(nosocomial infection)。

如何預防超級細菌產生?

一、避免進出醫療院所:抗藥性細菌往往是被「挑選」出來的,亦即是在正常狀況下,抗藥性細菌並不會很強勢地存在,反而是在大量使用抗生素的地方,最可能培養出這類細菌。因此,醫療院所是最容易出現超級細菌的地方之一,沒事不要進出這些場所是有效的防治方式。

二、不要濫用抗生素:細菌抗藥性的增加與處方抗生素的量提高及服用抗生素時的劑量不足有關,何時需要及如何使用抗生素應請教專業醫師。抗生素處方不當歸因於多種原因,而造成抗生素的過度使用或錯誤使用,例如:醫生因患者堅持使用抗生素而開立處方、開立對抗細菌的抗生素治療真菌或病毒引起的疾病或病患自行採購抗生素使用等。

三、開發新的抗菌標靶藥物:細菌抗藥性出現的分子模式及作用機傳早已存在,環境中存在大量假定的抗藥性基因,但我們還無法預測哪些基因能夠在病原菌中展現為表現型而導致臨床疾病。此外,在自然棲息地中存在抗生素的情況下,我們可以假設細菌對抗生素會產生新的抗藥性,研究其作用機轉,並闡釋這些機制是如何演變及持續出現,更深入了解導致抗藥性持續和傳播的關鍵因素,才能有助於新抗菌標靶藥物的開發。

近年來,抗藥性細菌已在全球迅速出現,並從一個國家蔓延到另一個國家,超級細菌在許多地方出現及流行。毫無疑問地,在過去80年中,抗生素的廣泛使用、過度使用和濫用與抗藥性細菌的激增有關。即使在沒有抗生素的情況下,細菌抗生素耐藥性的出現仍是不可避免的進化過程,並具有持久性,這個機制尚未完全闡明,我們需要研究有關在微生物群落內細菌抗藥性發生的動態機轉及避免抗生素的濫用。要實現早期微生物學診斷,並加強預防及有效治療抗藥性細菌的感染,我們仍需開發新型的標靶治療法以對抗超級細菌的多重抗藥性。

 

參考資料:
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