【聯合報╱記者劉惠敏】
在培養皿中，不同圓圈代表不同藥品對抗細菌的效果。 法新社
歐洲的科學家近期才發出警告：疑似源於印度等南亞國家的「超級細菌」NDM-1可能擴散威脅全球人類健康。不到一個月後，臺灣也遭該超級細菌侵襲。
衛生署立即公告「NDM-1腸道菌感染症」列入第四類法定傳染病，其後證實在印度遭受槍傷意外的某媒體外景攝影師，在當地就醫時感染了帶有抗藥性基因的肺炎克雷白氏菌，所幸該患者並未發病，屬於腸道無症狀「帶菌者」，也讓政府與國人鬆了一口氣。
根據國外報導，「超級細菌」讓曾是現代醫學對抗傳染病、微生物感染的最重要武器—抗生素一路挫敗，難道一旦染上超級細菌真的會無藥可治？
超菌不是單一菌種
愈來愈多專家警告，動物用的抗生素也應妥善管理，若濫用會增加細菌突變，產生更強的抗藥性。法新社
在擔心憂慮前，先介紹公眾認識這些超級細菌是何方神聖。首先，超級細菌不是單一菌種，也非首次出現在人類醫學史上。
最近聲名大噪的超級細菌「NDM-1」，是New-Delhi metallo beta-lactamas（新德里金屬β內醯胺1型）的簡稱，是一種可產生酵素、破壞抗生素的細菌基因。
攜帶多種抗藥基因
所謂超級細菌（super bug），其實是攜帶多種抗藥性基因的細菌，即「多重抗藥性」細菌的俗稱。
中央研究院生物醫學研究所副所長廖有地說，面對抗生素這個「敵人」，細菌會利用不同的遺傳工具、不斷地改變遺傳策略，有效增加生存機會。
因為實驗室不乾淨，讓佛萊明意外發現了殺菌的盤尼西林。圖取自網路
廖有地說，抗生素的作用機制各有不同，細菌在繁殖、生長過程中，會不斷分裂增生。有些抗生素會抑制細菌細胞壁合成，如盤尼西林；或抑制細菌蛋白質的合成，如老虎黴素；或是干擾細菌DNA（去氧核糖核酸）的複製或轉錄，抑制細菌重要新陳代謝物的合成等各種機制。
另外有些抗生素的作用則是破壞細菌細胞外膜，讓抗菌藥物能侵入細菌細胞，使細菌內含物凝結成一團進而導致細菌死亡。
由於細菌對許多抗生素出現抗藥性，科學界正積極尋找新的抗生素。廖有地說，中研院團隊也正朝研究新作用機制的抗生素方向發展；不同於傳統抗生素，新型的抗生素希望在細菌細胞繁殖分裂前，即達到殺菌作用，以期減少抗藥性的產生。
抗藥性機制有4種
細菌抗藥性的機制可分為4種形式。
第一種是產生破壞抗生素作用的酵素。就像 NDM-1，屬於 β-內醯胺酶（β-lactamase）酵素。張上淳解釋，細菌分裂繁殖、合成細胞壁可能需要多種酵素作用，有的抗生素就是抑制這些酵素，使其不能合成細胞璧；但抗藥性的基因分泌其他酵素，就像「反飛彈裝置」，破壞抗生素。
第二種是細菌鞏固自身「碉堡」。抗生素會攻擊細菌核糖體，所以細菌透過改變或是隱藏自體結構機制，產生抗藥性，例如最常見的超級細菌「抗藥性金黃色葡萄球菌」（MRSA），就是此種機制。
第三種是改變新陳代謝，即若遇到抗生素阻礙代謝，其代謝作用與路徑會改變或迂迴找尋其他路徑，最終仍完成存活必要的代謝過程。
第四種抗藥性機制，張上淳比喻，就像是形成「防護罩」，改變細胞璧結構、不讓抗生素穿透進去，或是用主動幫浦抽水（pump out）機制，將進入細胞的抗生素排除出去。
「抗生素過度使用」，是細菌產生抗藥性的最主要因素，張上淳說。
突變基因繁殖擴大
細菌在複製、繁殖過程中，可能會產生突變，子代複製錯誤導致 DNA 序列改變，變得跟親代不同。多數帶有突變基因的個體可能因不適應環境而無法存活，但也可能以相當低的機率存活下來（在複製過程突變發生率約為10的10到15次方分之一的機率），因此細菌也可能因合成酵素能力發生突變，因而產生對抗、抵制抗生素的能力。
雖然偶發的突變個體對整體細菌群落而言屬於小眾，但若人類頻繁地使用許多抗生素，反而會讓這些帶有突變基因的細菌獲得生存優勢，進而繁殖、擴大這種帶有突變基因細菌的數量。
另外，不靠自體突變，直接從別的細菌體內獲得抗藥性基因，也是一種產生抗藥性的方法。細菌有能力進行個體間遺傳物質的水平傳遞交換。
廖有地比喻，細菌跟細菌就像兩艘戰艦，其中一艘使用小艇輸送抗藥性基因去另一艘戰艦。發生這種水平傳遞抗藥性基因狀況時，兩菌之間必須要接近，需要有一定的濃度，或是親緣關係相近等各樣條件，才可能成功傳遞抗藥性基因。
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