第二章 文獻探討
第一節 沙門氏菌簡介
2.1.4. 沙門氏菌之抗藥性
最先被發現的抗生素是由黴菌所分泌,在 1928 年英國科學家 Alexander Fleming 所發現,經黴菌污染的培養皿在黴菌周圍無細菌的 生長,因此推測是否此黴菌可以分泌物質使細菌無法生長,這個就是 盤尼西林被發現的由來,接續的有越來越多的抗生素被找到,進一步 提煉出來作為疾病治療用,在生技越來越發達的這個時代,也有許多 抗生素是經由人工合成的。
抗生素之作用機制主要有以下幾類: (1)抑制細菌細胞壁的合成,
細菌的細胞質濃度經常是大於細胞所在環境的濃度,若無細胞壁存在 則因滲透壓差會讓水份跑進細胞內,導致細菌破裂。Penicillin 會使得 組成細胞壁所需的肽聚糖無法合成,藉此破壞細胞壁使細菌死亡。
β-lactam 類的藥物多屬於此類的作用機制。(2)抑制蛋白質的合成,此 類藥物會對原核細胞上的核糖體有專一性,因此可以抑制細菌蛋白質 的合成,如胺基配醣體類(aminoglycosides)、巨環內酯類(macrolides) 以及四環黴素類(tetracycline)皆屬於此種作用機制。(3)破壞細菌之細 胞膜,例如 polymyxin B 會使得細胞膜的通透性增加,導致細菌可能 因離子通道打開無法平衡細胞內外之離子濃度而死亡。(4)抑制細菌 核酸合成,此類藥物作用機制為抑制細菌之 DNA 的複製或轉錄,使 細菌無法增生,喹諾酮(quinolones)類藥物如 fluoroquinolones 即為抑 制細菌 DNA gyrase 或 topoisomerase Ⅳ的酵素活性,以此抑制細菌複
製。Rifampin 也是屬實此作用機制之藥物。(5)抑制細菌的新陳代謝,
如 sulfanilamide 為 para-aminobenzoic (PABA)之結構類似物,因此會 跟 PABA 競爭,使得原本跟 PABA 結合的酵素轉而跟藥物結合,造成 無法進一步的合成葉酸,使得細菌之新陳代謝產生問題。
人類開始廣泛的使用抗菌劑治療各種疾病,但是隨著使用量的增 加,以及使用範圍的增廣,抗藥性的問題漸漸浮出檯面。除了用來治 療疾病,抗菌劑也被少量的添加於飼料當中作為生長促進用途,這些 用於促進生長的抗菌劑稱之為 antibiotic growth promoters (AGPs),
AGPs 被使用於畜牧已經有 50 多年的歷史,雖然使用 AGPs 是可以有 效的降低腸胃道感染並促進生長,使得飼養成本降低,但是長期使用 AGPs 卻使得抗藥性菌株增加,並且可能藉由一些食物媒介疾病傳播 給人類(Lin et al., 2013)。歐盟於 2006 年全面禁止了 AGPs 的添加,美 國也在市場機制的壓力下,逐漸減少 AGPs 的使用(Ghosh et al., 2012)。
臺灣在 2005 年開始逐漸刪減可使用於飼料添加之抗菌劑,農委會於 2011 年宣布之動物用藥準則中,目前尚有 14 種藥物可添加於飼料中。
抗藥性的發生主要與突變的發生以及基因水平的轉移 (horizontal gene transfer, HGT)有關,最常發生的突變多跟改變與抗菌劑接合之目 標或者是增加藥物排出的速率,另外也可能經由增加製造可以將藥物 修飾降解之酵素來抵抗抗菌劑。而擁有這些突變基因的細菌,因為得
以逃過抗菌劑的作用,存活後有可能將此基因利用 conjugation、
transformation、transduction 等方法,將抗藥基因遺傳下去(Andersson et al., 2010)。Anderson 等人在 1960 年首度發表有關沙門氏菌多重抗 藥性的問題,在美國對 ampicillin、chloramphenicol、streptomycin、
sulfonamides 以及 tetracycline 的 S. Typhimurium 被發現於 1979 年到 1996 年已經由 0.6%上升至 34% (Glynn et al., 1998)。Fluoroquinolone 類的藥物是治療 invasive salmonellosis 的藥物之一,但是在世界各國 已經有相當多的文獻指出沙門氏菌對它產生抗藥性,這也將會造成治 療的困難以及住院率的增加(Lo et al., 2012)。在今日治療 invasive S.
enterica 感 染 所 使 用 的 ceftriaxone 及 ciprofloxacin , 表 現 AmpC β-lactamase 的 blaCMY-2 基因,會造成對於廣效性 cephalosporins (如 ceftriazone)的抗藥性增加,前人的研究發現 invasive salmonellosis、抗 藥性和住院率彼此之間是有很強的關聯,也就是說抗藥性的沙門氏菌,
不只會增加致病率及致死率,也會增加醫療照護的負擔(Hamilton et al., 2012)。
當人類研發更多的藥物對抗細菌,細菌也會衍生出更多的抗藥性 來對抗,這是生物為了存活做出來的適應,產生突變或者是抗藥性基 因的傳播都有可能使得細菌越能夠抵抗各種抗菌劑,研究指出在醫療 照護場所中的細菌多具有多重抗藥性,這種情況也會越來越普遍
(Tenover, 2006)。而且一旦產生抗藥性,其可逆性相當的低,因此在 使用藥物的時候,應當要謹慎以對,不濫用抗菌劑,使用對的抗菌劑 並且遵照用藥時間使用。
第二節 Schwarzengrund 血清型沙門氏菌