解藥和毒藥是一體的，超級細菌的產生是因為錯吃解藥

知識 07-20

說起細菌，它們當然是人類的敵人。細數人類的歷史，1929年弗萊明發明青黴素前，回望人類走過的歷史，死於細菌感染、病毒傳播的人命簡直是無法統計，堪稱一部血淚史。

幸好，人類的救星出現了，那就是抗生素！現在出場的就是治好過無數炎症，挽救過無數人的生命，第二次世界大戰，也就是我國抗日戰爭時期，曾經價比黃金的——青黴素，它還有一個揚名中外的英譯名叫作「盤尼西林」！

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青黴素是一種叫做β-內醯胺的抗生素。上圖是它的化學結構。請注意上圖中的紅環是它最危險的武器，這個紅環能讓青黴素進入細菌的細胞壁，抑制細胞壁的合成，使細胞液滲漏出來，殺滅細菌。

還有些其它抗生素能干擾蛋白質的合成，使細胞存活所必需的酶不能被合成，或者抑制核酸的轉錄和複製抑制核酸的功能，這阻止了細菌細胞分裂所需酶的合成。

但儘管抗生素能消滅大部分致病細菌，死於細菌感染的人群還是很多。例如美國佛羅里達州一名男子，就因為吃了一盤生蚝，就感染了一種叫做「弧菌」的致命細菌。儘管當地醫院儘力搶救，這位男子還是就此死於非命。

其中一個很大的原因是，自然是平衡的，俗話說一物降一物。當大部分細菌被抗生素壓倒，那些原來一直被壓得抬不起頭來的耐葯菌開始大量繁殖。

同時，人類又開始濫用抗生素。為了防止肉牛、肉豬、肉雞等感染疾病，人們在它們的飼料中大量添加抗生素，以致於每年有數萬噸抗生素經由養殖動物和我們的身體，進入水土環境，致使各種病菌嚴重抗藥，大量耐葯菌出現。我們的身體在攝入過多的抗生素也會出現肝腎功能損壞、腸道菌群失調，以及抗生素腹瀉等後果。

那麼，我們怎麼辦呢？從此不用抗生素？但對於那些滲入我們生活方方面面的抗生素短時間內是不可能清除乾淨的。

沒錯，抗生素是把雙刃劍，可是哪種科學進步不是雙刃劍呢？我們老祖宗早就說過「禍兮福所倚，福兮禍所伏」。耐葯菌的出現也並不全是禍，換種角度來想，它可能正是解決目前問題的方法。

其實對於抗生素和耐葯菌，我們並沒有研究透徹。我們的世界裡不僅有耐葯細菌，還有一些能吃掉抗生素的超級細菌。我們只是簡單地發現了抗生素，並把它們拿來應用而已。

為了研究這些能夠拿抗生素當點心吃的點心，科學家收集了大量的土壤樣本，用其來進行研究。

科學家們在培養皿中建立了土壤樣本-培養細菌的淺水培養皿。然後，他們給這些土壤中的微生物吃抗生素，例如青黴素。之後，他們等著看是否有細菌生長。有些細菌開始繁殖。然後研究人員將這些細菌分離出來，給它們更多的青黴素，讓它們繁殖更多。

這是個非常冗長而乏味的過程，不過研究人員得到了一些有趣的發現。

有些細菌可以在抗生素上生長，但它們並不喜歡。細菌通常以糖或氨基酸（蛋白質的構建體）為食。當只餵食抗生素時，微生物的生長速度只有他們平時飲食的一半到三分之一。

在做了許多實驗後，Dantas和他的小組留下了四種細菌，它們可以在抗生素上存活。他們現在正在研究這些細菌中的基因-細胞指令。他們還研究了這些微生物產生的化學物質。科學家們希望能尋找一套通用的指令，可以命令細菌可砍掉並吃青黴素分子。

研究人員現以已經明白了這些超級細菌是怎麼吃掉抗生素的。

吞吃抗生素的第一步是粉碎它的β-內醯胺環。超級細菌用一種酶（一種加速化學過程的分子），稱為β-內醯胺酶，將環咬開。因為抗生素分子對超級細菌來說太大了，即使失去了進攻武器，也很難一下子吃掉。所以第二步是使用一種名為醯胺酶的酶。將抗生素分子分成前半部分和後半部分。最後一步是選中一部分開始咀嚼，直到把這些碎片吃光。