盤尼西林是不是第一種的antibiotics ?

1928年在英國倫敦聖瑪利醫院發生一個戲劇性的插曲。佛萊明 （Alexander Fleming, 1881～ 1955）注意到實驗室的葡萄球菌培養皿中，其生長現象被一種叫做「盤尼西林」的霉所抑制。
佛萊明認為這種盤尼西林霉能夠抑制細菌生長的功效，並將觀察到的現象發表在1929年的學術期刊上。可惜的是：佛萊明沒有進一步地了解這種盤尼西林霉的治療功效。
幸好在1930年代末期，牛津大學的佛羅利(Howard Walter Florey)和錢恩(Ernst Boris Chain)兩人證實可以從盤尼西林霉中提煉出一種抗生素「盤尼西林」，而「盤尼西林」能夠有效保護動物體不受細菌感染的威脅。同時也將盤尼西林順利量產，終於讓盤尼西林的功效不致被埋沒。1945年，佛萊明、佛羅利、錢恩三人因為發現盤尼西林及其治療感染性疾病的功效，而共享諾貝爾生理醫學獎的殊榮。
第二次世界大戰開打後，美國發展出大量生產盤尼西林的技術，以供應戰場大量傷患的需求。但盤尼西林卻無法解決肺結核的這個古老的疾病。 美國紐澤西大學的瓦克士曼(Selman Abraham Waksman)有系統地從土壤和霉菌中篩選具有抗生物質的活性成份「streptomycin」，並在1944年11月20日首度經由人體臨床試驗證實streptomycin可以治療肺結核病人。
由於瓦克士曼發現了第一個能夠有效治療人類肺結核的藥物，因此在1952年獲得諾貝爾生理醫學獎的榮譽。



二、盤尼西林的結構



早期的盤尼西林是由柳丁皮上的黴菌生成，而目前發現從葡萄柚皮的黴菌所得的盤尼西林，其消炎的效果更佳。盤尼西林的殺菌功能，在阻止細菌產生其賴以維生的細胞壁，使細菌沒有細胞壁而立刻死亡。

至於盤尼西林的結構中，具有兩個醯胺鍵(---CONH---)之官能基，其中一個在環外(上圖左側)，稱為外醯胺；一個在環內(上圖中下方)，稱為內醯胺。不同的黴菌所產生的盤尼西林並不相同，其主要的差別在於連接環外醯胺鍵的烷基(-R)不同所致。

　

三、抗生素的使用現況
人類本來以為能夠有效地控制、甚至徹底毀滅地球上所有的微生物，但具有抗藥性的細菌和變種病毒即將抹滅人類消滅傳染病的成就。這些會致病的微生物，如細菌、病毒、原蟲，隨時隨地會侵犯人體造成空前的災害。MRSA(耐盤尼西林金黃色葡萄球菌)於1961年在英國首次被發現，之後以驚人的速度在世界各國漫延，據估計每年大約有十萬人因感染MRSA而住院治療；其實MRSA毒性並不比普通的金黃色葡萄球菌來的更強，只因它能對盤尼西林產生抗藥性，造成醫療更為困難。原本該細菌通常經由皮膚接觸而傳染，但僅限於年紀較大、病情較為嚴重、皮膚長出褥瘡或有管子通入體內的患者；但其變體則會將感染範圍擴大至健康的人，在醫院之外蔓延傳播，甚至擁擠的監獄或學校、從事身體接觸的體育運動員或新生兒均在感染之列，不可不讓現代人們警惕小心。又以造成出血熱的伊伯拉病毒為例，從1995年起便陸續在非洲的Zaire、Gabon奪走數百條人命而震驚全球；更糟糕的是，從非洲進口的猴子因帶有伊伯拉病毒，到了美國德州實驗室因此造成當地工作人員感染而致死。



四、細菌的抗藥性

分子生物學理論產生之後，對於細菌抗藥性的機制有了透徹的了解。至今已發現細菌可通過五種方式抵抗藥物作用：

1. 能產生具有催化作用的脢，使藥物結構改變而失去活性。

2. 改變與藥物結合的部分，使之不能與藥物結合。

3. 改變細菌細胞壁的通透性，使藥物不能直接進入細菌之中。

4. 將藥物排出細菌之外。

5. 形成一層特殊的膜，將細菌包圍而保護起來。

盤尼西林之所以能殺死細菌，是由於它能夠與細菌中一種稱為「青黴素結合蛋白脢」結合，使這種脢失去活性。因這種脢參與細菌細胞壁的合成，一旦失去活性，細菌則無法形成細胞壁而被殺死。但是MRSA竟然產生一種特殊的青黴素結合蛋白變體，在細菌的「青黴素結合蛋白」都因為與盤尼西林結合而活性消失下，可替代他們完成細胞壁合成的功能，進而產生了抗藥性。儘管萬古黴素為一種新型抗菌藥物，能與細菌中某一成分結合而抑制其細胞壁蛋白的合成；但不幸的是在濫用萬古黴素之下，又生成新形的抗藥細菌；因此細菌的抗藥性似乎無法避免，然而並非不可控制。



五、現階段的因應之道

抗生素是人體對抗疾病的利器，細菌與病毒基因構造發生突變而產生抗藥性；因此，隨著有效藥品的遞減，醫師用藥的選擇也相對減少。美國疾病傳染控制中心指出；「目前臨床使用的抗生素大約有150種。驚人的是，我們發現有些普通的菌種居然對這150種抗生素都有抗藥性。據估計，美國近幾年來因為濫用抗生素而致死的人數高達60000-70000人。」

開發中國家市區衛生條件差，是造成一些醫界原以為已控制的疾病死灰復燃的原因，例如1995年印度的蘇拉特爆發肺鼠疫，三十萬人驚慌失措地逃離疫區，許多國家下達禁止前往印度旅遊或讓印度人前來國內旅遊的限制。現代交通運輸的方便與人類頻繁的移動，使可能接觸到病毒的人數陡增，在二十一世紀，只要不到二十四小時致命的病毒就可經由飛機從一個大陸散播到另一個大陸。根據世界衛生組織（World Health Organization）的統計，過去20年來約有30種新的傳染疾病出現。AIDS、伊伯拉病毒（1995年Zaire非洲大流行）、漢他病毒（1993年於美國西南地帶首度爆發）及SARS(2003年亞洲大流行)的威脅可能是最為大眾所知的。越來越多專家擔心，「病原菌的反擊」將是人類歷史上最大的浩劫，其嚴重性遠甚於黑死病和愛滋病。人類如果想避免病原菌兇猛的攻勢，必須儘快改變目前濫用抗生素的情形，研發出新型克制細菌與病毒的方針；並有效封鎖疫區避免擴散，也就是全人類須彼此配合，由衛生習慣、道德情操及藥物服用的合理選擇開始做起，使細菌、病毒產生抗藥性的因素降至最低的程度，方為現今因應解決之道。