2009年10月13日 星期二

好細菌、壞細菌;細菌的世界中求生存及保持健康


好細菌、壞細菌;細菌的世界中求生存及保持健康

(Good Germs, Bad Germs;Health and Survival in a Bacterial World)

.作  者:Jessica S. Sachs
.出版公司:Hill & Wang
.出版日期:2007年10月
.頁  數:304頁

常想找些新書看,在紐約時報的書評欄看到對這本《Good Germs, Bad Germs: Health and Survival in a Bacterial World》有很好評價,也在另一「Best Book」網站上看到人推薦。找來看看,這本書由報刊記者寫得相當通俗,值得一看。在此介紹外,希望有人翻譯。書中不少用故事當開場白,較不會厭煩。

  作者Jessica S. Sachs是專寫科學及醫學作品的記者、編輯及作家。她常在美國各大報紙及雜誌寫此類科學及醫學的文章,也出版過書,曾當《Science Digest》雜誌編輯。看過此書就會知道,她花了不少時間去訪問不少的醫師、研究者、病人及家屬,寫了此相當通俗且融會貫通地談科學的書。筆者自己是臨床醫師,有些當然跟自己工作會有些關聯,從看這書而瞭解很多新知識,可說學了不少。

  書開始的前言,講了兩位病人的故事。一位21歲健壯的美式足球隊隊員Ricky突然間被MRSA(Methicillin resistant staphyloccus aureus)的金葡萄球菌感染而迅速死亡,這MRSA菌能抵抗很多的抗生素。另一病例Daniel自小對各種食物及環境的各種物質過敏,長大後才漸減少過敏程度。這兩個病例可說是這書要討論的兩大主題,當然書也寫什麼是好的細菌,什麼是壞的細菌。為什麼細菌會抵抗抗生素?為什麼人對各種物質敏感及自體免疫疾病漸漸多起來? 科學家及醫學家如何來研究及想辦法克服。前言中也有一節「這是微生物的報仇?」,好的、壞的細菌都要報仇。書以後七章就主要談此兩大主題:細菌對抗生素產生抵抗性及現代人類有太多的過敏,科學及醫界如何研究以及想辦法克服這些問題。更有一點作者一再點出,人跟細菌需共存的生態(ecology)。

  第一章「The war on germs」談了不少歷史,尤其對細菌的觀念的產生。17世紀荷蘭的Leeuwenhoek如何在顯微鏡下觀察到細菌,19世紀末期及廿世紀初期,德法兩國的Robert Koch及Louis Pasteur對細菌致病的貢獻。大約同時期,工業國家產生很重要的公共衛生觀念,生活環境變得清潔,使城市的傳染病,尤其以水為媒介的病大為減少。細菌致病說成立後,大家開始要找「魔術的子彈(magic bullets)」來殺死會致病的細菌,恢復健康。

  20世紀初期,德國的Paul Ehrlich發現606(Salvarsan)可治療梅毒而開始了化學療法。1928年Fleming發現Penicillin,十幾年後,二次世界大戰後期,開始用來治療在人體細菌的感染,開啟了抗生素時代。不過那時代的科學家仍沒有細菌可以是好細菌的概念。

  第二章「Life on man」的主要討論是人體與細菌共存的生態系統。Rachel Carson的《Silent Spring》出版後引起大家對生態環保的注重,醫界也開始注意到細菌是人健康生態的一部分。母親細菌生態會影響胎兒,嬰兒一生下來就從母親及環境接受細菌到人體內。嬰兒生後前三個月,細菌可經尚未成熟的胃酸分泌,達到腸內,估計一般人腸內細菌量經常有100兆(1x1014),皮膚也一樣有很多好的或壞的細菌。這與細菌共生的生態系統會隨環境改變,而且有可能造成大問題,如人到太空後細菌生態就不一樣。

  腸的細菌隨環境有所改變,最有趣的是H. pylori(幽門螺旋桿菌)。古代如埃及木乃伊體內及現代未開發區的人,如在非洲或南美洲叢林的居民,他們大部分胃內仍有H. pylori,但沒有胃的疾病工業社會有了好衛生環境後,在城市的人從小此菌沒共生於人胃中,以後到了成人,細菌再侵入胃反可能會引起胃炎、胃潰瘍,甚至胃癌。

  對這些腸內的細菌研究愈多愈發現,細菌跟人器官成長及代謝作用有關,有的甚至影響體內的脂肪組織。細菌會受不同環境的影響,食物差別會使體內細菌變化。書上舉了不少例子來說明,有這些舉例,看書比較不會枯燥。

  第三章「Too clean」。在已開發國家中,過敏、氣喘及各種自體免疫(autoimmume)疾病非常普遍,這種疾病以前很少人有,現在增加很多,但在未開發國家中幾乎沒有。有可能現在已開發地區因太乾淨,太少細菌來刺激免疫系統?英國Dr. Strachan研究發現,上述的過敏及氣喘病增加與小孩不再患從前經常得到麻疹、腮腺炎及德國麻疹等疾病有關。其他的研究也有類似的現象,如小孩早期呼吸器官若感染較多,以後有氣喘及過敏者反減少

  免疫學家去探討原因,有不少機轉可解釋。書中舉例解釋最近50年,自體免疫疾病增加3-4倍多。東德小孩比西德氣喘病少得多,可能因為西德較乾淨?愈多研究認為Dr. Strachan發現的現象,可能並不是疾病使過敏或氣喘減少,可能是因為那些較會得麻疹等小孩疾病的兒童的生活環境較不清潔,經常有細菌吸入或吃下,反能保護小孩,使過敏、氣喘及自體免疫疾病減少。

  所以不少人想也許人可用特別的細菌來刺激或訓練身體的免疫系統,使免疫反應正常化,像以前預防肺結核的BCG就有些這樣的效果。有人更去找殺死的Listeria mono-cytogenes菌或從土壤中找最合適的細菌,如Mycobacterium vaccae或有些人找這些細菌中的成分來「訓練」人的免疫系統。有些研究者用「老朋友」細菌,就是自然界最富有且無害的細菌,如腸內最多、最平常的細菌,這些好細菌常因抗生素使用後而大量減少,於是想辦法把這好細菌送入人的腸內

  第四章「Bugs on drugs」就再詳細討論細菌對抗生素會有抵抗性的問題。各地新生兒病房爆發不少前言中提到的MRSA感染。這章談細菌產生抵抗性的幾種原因。不少科學家發現細菌會改變基因,細菌會經常互相交換DNA。這種對藥有抵抗性的細菌不但愈來愈多,此種細菌以前只是醫院有,現在連一般社區環境中也愈來愈普遍。

  另種叫enterococus菌最令人擔心,因MRSA多起來,漸多人用vancomycin來治療MSRA感染,結果出現對Vancomycin抵抗性的VRE(Vancomycin resistant enterococuus)的enterococus菌。最近甚至MRSA對Van-comycin也有抵抗性而變成VRSA(Vancomy-cin resistant staphylococcus aureus)。

  多用抗生素不但引起細菌對藥有抵抗性,也引起腸內好細菌的生態變化。嚴重的會引起C. difficile菌的蔓衍而引起嚴重的大腸炎。不少對各種抗生素有抵抗性的細菌仍在腸內,只是沒引起疾病,這些有抵抗性細菌會跟其他細菌交換DNA,以後仍可能會引起問題。

  另一相當嚴重的問題是飼養動物時加抗生素,美國一年2千5百萬磅抗生素用在動物飼料中,人類只用3百萬磅。抗生素會留在動物體內而在市場出售。用抗生素不但可預防動物疾病,而且加速其成長率到50%之多。跟人類一樣,抗生素用在動物也引起抗藥性細菌的出現。抗生素也留在牛奶中,甚至做乳酪時,用來發酵的細菌,被牛奶中殘留的抗生素壓抑而不能發酵。

  第五章「Fighting smarter not harder」。在現代文明以前的社會,人類祖先還沒有嚴重感染症時,人類的自然選擇是選那些對「外來抗原」輕度免疫反應者。胎兒對母親而言畢竟是種抗原的來源,自然選擇輕度免疫者,因為懷孕時較不會流產。可是到有了嚴重感染的時代,人類的自然選擇反選擇有強免疫能力者,不然不能生存。五千年的文明,自然選擇了所謂的「文明免疫系統」。

  一旦到了最近因為公共衛生發達、抗生素以及小孩時的預防針,使人類又回到像文明前的狀況,對細菌較少接觸。以前自然選擇的「文明免疫系統」仍很強旺,只好轉去對抗其他或自己體內的「想像抗原」,所以過敏的疾病增加。

  醫界漸漸知道為了上述問題,我們必須調整,要減少使用抗生素,減短使用抗生素的時間,選用對腸內好細菌較少影響的抗生素。有的藥廠發展保護腸的酵素,此酵素消滅腸內殘餘的抗生素,使腸細菌生態不會造成大變化。也有些研究想找出可以清除細菌抗藥性的基因,另一很重要點是要管制飼養動物的抗生素。

  還有不少研究者,想找其他方法來殺菌,譬如可殺菌的phage,phage是種virus(微子,濾過性病毒),當然細菌也可能突變對phage產生抵抗性。也有人嘗試用「自然性」的殺菌物質,如AMP(antimicrobial peptides)或加強人殺菌的免疫能力的藥物。這些研究有前途,但仍未有非常成功的產品。

  第六章再進一步講其他克服抗藥性細菌感染的研究,如何預防有抗藥性但沒造成感染的細菌突然變成嚴重的全身感染。有些研究者想找方法減少這些有抗藥性細菌的毒性,包括減毒的預防針,這種預防不是由細菌的菌苗製成,而只是要預防其毒性,理論上應較不會引起細菌改變DNA產生對抗生素的抵抗性。

  更進一步做法是積極地補充有益的細菌到身體內(鼻、喉、口或腸內),用好細菌逐退會引起疾病的各種微生物。最普通是乳酸菌(Lactobacillus),這類「藥」稱之為「pro-biotics」,非「抗」,是「助」生素。其他不一樣的「好」細菌也顯示有好效果。此章另有一節談「用火來治火(Fighting fire with fire),用基因改變過的細菌放入鼻腔,甚至到膀胱內來防止有抗藥性的細菌引起感染。有些人更想改變細菌的基因,使細菌有更好效果的「超英雄(super hero)」細菌。

  這種改變基因的「設計菌」(designer bug)也推廣到用來治療過敏或自體免疫疾病,利用這些「設計菌」可以改變人的免疫反應。有的「設計菌」可釋放出可以治療的化合物,譬如可殺死細菌或愛滋病病毒。這章還談其他不同方法及不同方向的研究進展,不能在此詳述。最後書中也提到上述的研究如何可用到家畜、家禽的飼養上。

  第七章以「Fixing patient」談如何使病人對付上述種種問題的新辦法。如何使有全身細菌感染(sepsis)時不發生休克(septic shock),有的研究用「助生素」,就是用好細菌來減少慢性發炎或自體免疫疾病。這種好細菌在嬰孩期給可能更有效,有些甚至分離出好細菌的成分給人而有好效果。這樣製成的藥已經發現對氣喘有效,有人稱之為「免疫藥(immunodrug)。甚至有人將細菌像上面提過的mycobacterium的DNA放入於病毒內而有好效果,臨床實驗也証實對過敏有效。這章也一樣舉很多研究來說明,不能一一詳述。

  這本書值得一看,使我們瞭解要從人整體來看,疾病不只是壞細菌引起,人必須與細菌共生。治療細菌感染症不只把細菌看為敵人,也須恢復細菌與人的平衡點,要注重人的免疫系統。看此書可學習到不少,所以特別介紹。
 
........本文取自「當代醫學」月刊97年5月號第415期~285頁)
 
盧俊義/台北東門長老教會牧師


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