作者：蔡嘉寅
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引起人体疾病的原因很多，一般讲可以把它分成下面几类：

1.由於染色体的变异（Chromosomal abnormality）。

2.由於代谢作用的异常，这又可分为基因突变营养不良等等。

3.由於病菌的感染（Infection）。

4.循环系统（Circulatory system）的毛病。

5.神经系统（Nervous system）的毛病。

6.癌（Cancer）。

上面这几类疾病都有他们自己的特性，因此当病症产生之後其处理的方式也各有不同。前两期我们已提到一些和染色体变异及基因突变所引起的疾病，这一期将以一个学习遗传者的眼光对於抗生素（Antiblotic）的作用原理简单的加以介绍，希望能有助於大众对抗生素的使用有更进一步的了解与警惕。

使用抗生素的两个毛病

由病菌感染所带来的疾病，其种类是不胜枚举，好在由於医药的发达这些疾病对於人类的生命已不再有威胁。这多半得归功於佛烈明（Fleming, A.）在1929年对於青微霉素（Penicillin）的发现，由於他的发现并经过十几年的研究，於1941年正式应用於临床的治疗，从此打开了抗生素的纪元。之後由於抗生素的不断被发现及改良，其种类之多已到了使医生们有不知如何选择之感。毫无疑问的抗生素的使用是人类健康上的一大福音，但是在使用时往往发生下面两个问题：

1.每一种抗生素对於人体或多或少都具有毒性（Toxicity），如果服用不慎，严重者有致命的危险。

2.由於病菌的适应能力很强，往往在抗生素使用後很快对抗生素产生抗性（Resistance），更有甚者，一种病菌可以同时抵抗几种不同抗生素的毒性。

由於前者直接影响个人的健康，後者危及人类的安全，一些先进的国家对於抗生素的使用都加以管制，医生们使用抗生素的态度也和以往不同，对於某一感染性疾病是否应该使用抗生素的决定是他们的权利也是义务，决定使用与否是有同等的重要性。

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对症下药

在我们讨论到抗生素的特性以前，不妨先看看医生们如何对症下药，以及在处理过程中可能发生的一些事情，这样也许会对於私自服药的人产生一些警惕，想想自己是否具有判断的知识来处理自己的病。

或许有人会感到奇怪为什麽当我们看医生的时候他总是不厌其烦的询问一些有关以前的病例和近况等等事情，事实上对於这些事例的了解是很重要的。因为医生们在考虑使用抗生素时他必须了解的几件事是：患者的情况，病症的种类，及致病的病菌等。

1.患者的情况

1.年龄：三岁之前，六十五岁之後的人比较容易患感染性疾病而且也比较不易承受抗生素的毒性，比如说由於婴孩的肝脏内缺少一种酵素（Hepatic-conjugating enzyme）无法对氯霉素（Chloramphenicol）产生解毒作用，所以服用此种抗生素後由於它在体内的堆积而导致灰白症（Gray syndrome），即心脏血管萎陷（Cardiovascular collapse），往往在几小时内死亡。

2.怀孕：妇女在怀孕期间一旦患上感染性疾病其病情往往比较严重，同时在使用抗生素时也得考虑到胎儿中毒的可能性。而且在怀孕期间也不宜服用四环霉素（Tetracyclines）（特别是打针方式）因为往往导致严重的肝脏机能破坏。

3.营养情形：一般来讲吃得不好和维他命不足的人比较容易获得感染性疾病。

4.习性：比如说酒精中毒者往往比较容易患病。

5.其他病状的存在：如患有淋巴瘤（Lymphoma）、血癌（Leukemia）、肾病（Nephrosis）、癌（Cancer）、心脏病、前列腺肿（Prostatic hypertrophy），糖尿病（Diabetes mellitus），及肝病等等则增加获致感染性疾病的机会，而且一旦患上时，给予抗生素治疗也得特别注意他体内的解毒能力。

2.病症的种类：

对於抗生素的使用，了解病状这一项当然是个主要问题，所谓对症下药的道理就在此。比如说：一个患者得了流行性感冒，医生必需确定是那一种感冒，如果是由於流行性感冒杆菌（Hemophilus influenzae）所引起的，则Ampicillin或四环霉素Tetracycline都非常有效，可是如果是由於过滤性病毒（Virus）所引起的，则吃尽了抗生素也是没有用（但是由於过滤性病毒所引起的流行性感冒容易引起其他病菌感染的并发症，有时为了预防或发现已有并发症存在，也往往使用抗生素）。

3.致病的病菌

感染性疾病的通常症状之一是发烧，但是不能只凭这一点就断定应该服用抗生素，事实上有些疾病即使不是由病菌感染所引起的也会有发烧的现象，如急性血癌（Acute leokemia）就是一例。更进一步的说，即使光凭外表的症状来断定患者是受某一种病菌所感染也是不十分可靠的，有时两种不同的病菌可以导致相似的病状，而且有时患者可能遭受两种性质不同的病菌所感染，由於不同的病菌对於各种抗生素有不同的敏感性（Susceptibility），病菌的检查是很重要的。

经由诊断之後如果显示非使用抗生素不可，则由於抗生素种类繁多，毒性也不相同，选择时就得非常小心，对於一种病症如果有几种抗生素可以使用，就应该配合患者的情况（比如对抗生素的敏感性，吸收能力，甚至於患者的经济能力等），尽可能选用毒性低的抗生素，同时在使用时也应该考虑到抗生素的保留以备急需才能产生最大的效果，例如在防治慢性支气管炎（Chronic bronchites）时，应该使用四环素Tetracycline而保留Ampicillin，如此可使Ampicillin在治疗急性感染时产生非常的效果，对於其他少数几种抗生素如氯霉素的使用，除非在非常必要时也应该尽量避免，比如说除非是非常严重的伤寒（Typhoed），一般由沙门氏菌（Salmonella）所引起的都可以使用Ampicillin而避免氯霉素的使用，这是因为氯霉素的毒性大，会导致再生障碍性贫血症（Aplastic aremia）的缘故。

当要使用那一种抗生素已决定之後，量的服用也是个重要问题，量少不仅效果低，常常更容易使病菌产生抗性，量过多则人体往往承受不了其毒性。量的决定往往是取决於该病菌对於抗生素的敏感性，患者受感染的位置，患者的体重，服用的方法以及患者是否同时有其他非感染性疾病的存在（如肾病或肝病等）等等。

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为什麽治不好

当医生们谨慎的处理这些事情之後，仍然免不了有医不好病的时候，这可能是由於：

1.病症判断的错误：比如说该病症可能不是预料中的病菌所引起的。

2.抗生素选择错误。

3.服用量错误：往往由於服量太少或由於患者对於该抗生素没有吸收能力。

4.病菌产生抗性：因为病菌的适应性高，在使用抗生素时如果不能一举控制病菌的繁殖，往往导致抗性的产生，该种抗生素即失去效用。比如肺病（Tuberculosis）的特效药本为链霉素（Streptomycin），可是在治疗过程中没有随时检查该病菌对於链霉素的敏感性，一旦产生抗性，越医越惨。

5.由於诊断时没有发现患者同时遭受两种以上的病菌所感染。

6.抗生素对患者本身产生毒性。

7.第二种病症的出现。

以医生们的知识（不包括江湖郎中）尚会出错，当我们在没有医生的指示下踏进药房，真是应该三思才是，难道我们能确定这种病真非抗生素才能治疗吗？即使需要服用抗生素，我们能知道该服用那一种吗？就是自己知道病症，而药厂的标示也指明这种药可以治疗这种病，我们能知道自己的身体情况允许我们服用这种药吗？虽然药厂也标示在正常情况下一次应该服用多少，几小时服用一次，我们能知道这种服用法对於我们是适当吗？还有更多更专门的问题都不是我们所能答覆的，既然我们有那麽多的好医生，为什麽不去请教他们。或许我们都有好藉口，因为太穷付不起医药费，这是事实，但是反过来想想，我们之所以常常生病可能是由於时时乱服药的结果呢！看了一次医生，对症下药，也许就少生病了。当然这个社会上免不了有庸医，他们胡乱使用抗生素（公敌），但是我们不能因此而不看医生，因为好的医生仍然很多。废话讲得太多了，让我们再回过头来看看抗生素到底是如何产生效果的。

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抗生素如何杀死病菌

当病菌在人体内大量繁殖的结果，给我们带来了疾病，而且病菌和人体细胞所具有的生命现象又是非常的相似，如何利用病菌和人体细胞间微小的差异使抗生素产生选择性的毒性以杀死病菌而不致对人体细胞有大影响，便是使用抗生素的基本原理，依此我们可以把抗生素的作用分成下面几类：

1.影响病菌细胞壁（Cell wall）的合成，这一类的抗生素如青霉素（Penicillin）, Bacitracin, Vancomycin, Ampicillin, Dicloxacillin, Methicillin, Cephalothin等。

2.改变病菌细胞膜（Cell membrane）的性质，这一类的抗生素如Polymyxin B, Colistin, Colistimethate, Nystatin,链霉素（Streptomycin）等。

3.影响病菌的蛋白质（Protein）合成，这一类的抗生素如链霉素（Streptmycin），四环霉素〔Tetracyclines，包含铂霉素（Achromycin)、金霉素（Aureomycin）、土霉素（Terramycin）、泛霉素（Panmycin)〕，氯霉素（Chloramphenicol,以chleromycetin着称）红霉素（Erythromycin）及Lincomycin等。

4.影响病菌的核酸（Nucleic acid）合成，这一类的抗生素如Actinomycin D, Griseofulvin等。

前面两种抗生素的作用在於破坏病菌的完整性以导致其死亡，称之为杀菌剂（Bactericidal agent），後二者在於抑制病菌的大分子（Macromolecules）之合成使其无法进行繁殖称之为制菌剂（Bacteriostatic agent）。关於这三类抗生素让我在这里逐项的稍为加以讨论并各举一种抗生素为例说明它的作用原理，所对付的病菌（具有特效性者），及对人体可能产生的毒性。

1.影响病菌的细胞壁的合成

菌类和动物细胞最大不同的一点是菌类细胞具有细胞壁而动物细胞则无此构造，如果我们将菌类做一种特别染色（称为Gram stain），则他们之间明显的可被分成两类，一类是可以被染色的称为Gram-positive,另一类是不能被染上颜色的称为Grom-negative, 他们之间主要的不同是前者的细胞壁含有一种成分叫粘胜（Mucopeptide）而後者其含量甚低，这也是为什麽有些抗生素对於某一类病菌具有致命性而对於其他则无可奈何的原因。当病菌随着生长繁殖也必需具有正常的细胞壁合成才能维持病菌的正常状态，我们不难想像到如果用破坏细胞壁合成的抗生素来处理病菌时会产生什麽效果。人体的细胞由於没有细胞壁，乃不受影响，但是病菌则因细胞壁无法合成，终於随着生长繁殖而破裂死亡，让我们举一个最常用的抗生素青霉素为例。

青霉素有好几种，通常我们所称的青霉素是指青霉素G而言，其余的尚有青霉素F. K. X等，他们之间的差别只是构造上略有不同而已。当我们用青霉素来处理一些Gram-positive的病菌时，由於青霉素抑制Uridine diphospho-acetylmuramyl pentapeptide的利用及Teichoic acid的合成而无法促成细胞壁的形成，病菌乃随着生长分裂而死亡，但是Gram-negative的病菌则因为此种成分含量很低，青霉素乃无能为力。一般讲青霉素对於处理下列这些病菌是非常有效的：血溶性链球菌〔Alpha hemolytic streptococci, Group A. B. C. and G beta hemolytic streptococci注一）〕，肺炎球菌淋（Pneumococci），淋病双球菌（Gonococci），脑膜炎双球菌（Meningococci）螺旋菌属〔Treponemes,如梅毒（Syphills）等病〕及梭菌属〔Clostridia,如引起破伤风的杆菌（Clostridium tetani）等〕，虽然青霉素可以说是所有抗生素中最理想的一种，但是对人体仍然免不了产生毒性，轻者如过敏（Anaphylax），过敏重者亦可致死，红斑性疹（Erythematous or urticardial eruption），斑丘状疹（Maculopapular rashes），重者引起关节肿（Joint swelling），中枢神经中毒（Central nervous system toxicity）等等。

2.影响病菌细胞膜完整性的抗生素

菌类的细胞膜是用来维持菌体内外各种成分平衡的主要屏障，而且膜上含有一些蛋白质，这些蛋白质可能和各种养分的吸收有关，另外它又是能量合成的主要地方，由此可见细胞膜的完整性对於菌体是非常重要的。由於其细胞膜的主要成分是固醇（Sterols），脂蛋白质（Lipoprotein）等等，一些抗生素如Polymyxin B等具有亲脂性（Lipophilic）及忌脂性（Lipophobic）的构造可以改变膜上蛋白质及脂肪的排列，而破坏细胞膜的完整性，使得菌体内物质外流而死亡，这也就是为什麽属於这一类的抗生素以及属於影响细胞壁合成的抗生素都是杀菌剂。

Polymyxin B对於Gram-negative之类的病菌相当有效，比如对於假单胞菌（Pseudomonas,可以引起耳朵发炎，婴孩腹泻等），克雷白氏菌（Kiebsiella,对呼吸管道的感染）等所引起的病状。

对於人体的毒性，轻者如引起皮肤发炎（Dermatitis），重者呼吸暂停（Apnea），肾中毒（Nephrotoxicity）及神经中毒（Neurotoxicity）等等。

3.影响病菌蛋白质合成的抗生素

这一方面抗生素的应用主要的是基於菌类的蛋白质合成机构（Machinery）和人体细胞的略有不同（关於蛋白质的合成请参见第八期「蛋白质的合成」一文），比如菌类的核醣体（Ribosome）是70s（由一个30s和一个50s的副单元所构成），反之人体细胞内的核醣体则为80s（由40s及60s的副单元所构成），此种不同已足够使抗生素如链霉素产生高度的选择性来抑制菌类的蛋白质合成，蛋白质一旦不能合成，菌类的生长繁殖自然停止，再下去就有待我们体内的防卫系统（比如白血球等）的努力清扫了（看到这里，各位不难想到在服用抗生素时同时服用维他命的重要了，一旦生了病，身体不免虚弱，为了清扫这些病菌自是有待於较强健的体力，维他命对於促进体内的生活机能是有很大的重要性，不幸的是我们体内所需要的维他命不是靠外界供应就是靠体内一些微生物帮我们制造，一旦服用了抗生素，这些微生物也随着丧命，所以在这时候不要忘了服用维他命丸）。由於这一类的抗生素和下一节所要谈到的全是抑制菌体内大分子（Macromolecules）的合成而防止其生长繁殖，所以称之为制菌剂。

链霉素的功用，主要是在於它能和30s的核醣体副单元互相结合，而妨碍到30s和m-RNA的结合，使蛋白质的合成无法进行。链霉素的另外一个功用是破坏细胞膜的完整性，所以链霉素除了是制菌剂外，也是杀菌剂因为它具有双重的作用性质，对於繁殖快的病菌特别有效，但是其主要功用还是用来治疗引起肺病的结核杆菌（Mycobacterium tuberculosis），然而由於病菌对於它很容易产生抗性，所以使用时常常和其他一些药剂如Isonicotinic acid hydrazide或Sodium aminosalicylate等一起服用，虽然如此亦只能缓和病菌抗性的产生，时时检查病菌对於链霉素的敏感性是很有帮助的。

链霉素使用时应该时时注意其毒性的产生，轻者如Drug fever,皮肤炎，慢性中毒如听觉丧失，急性中毒者如肾脏机能减低，耳聋，心搏过速（Tachycardia），木殭（Stupor），及昏迷（Coma）等等。

4.影响病菌核酸合成的抗生素

菌体的生长繁殖是有待於RNA的复制，由於RNA的存在才能进行蛋白质的合成，而菌体的RNA复制和人体细胞的又相似，因而此类抗生素只能使用於生长速度快的病菌或肿瘤（Tumor）的治疗。

如Actinomycin D能和DNA分子上的鸟粪嘌呤（Guanine）结合而防止RNA聚合（RNApolymerase）的作用使得RNA的复制不得进行而导致病菌或肿瘤细胞生长的停止。

Actinomycin D主要是用於肿瘤的治疗，对人体所产生的毒性如食慾不振（Andrexia），恶心（Nausea），呕吐（Vomiting），唇炎（Cheilitis)，口炎（Stomatitis），腹痛（Abdominal pain），腹泻（Diarrhea），血小板减少症（Thrombocytopenia）及贫血（Aremia）等等。

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为什麽产生抗性

前面我们曾经提到使用抗生素应该注意的一点是病菌往往会产生抗性，到底抗性是如何产生的呢？让我们在这里稍为举几个例子，或许会有助於了解。

第一种可能性是由於细胞膜的性质改变，我们知道抗生素得进入病菌体内才能产生作用，但是因为病菌经过抗生素的处理之後可能引起基因的突变产生一些物质而改变细胞膜的性质使得该抗生素不再能进入菌体内，氯霉素抗性的产生便是一例。

第二种可能性是由於酵素的轮廓改变（Conformational change），有些抗生素的作用原理是在於它能抑制某一酵素的作用能力，以导致代谢作用的恶化（Metabolic upset），比如Tetracycline除了抑制蛋白质的合成之外还抑制菌体内几种酵素的作用能力，像Malic dehydrogenase及Lactic dehydrogenase等，病菌为了求生存，适应环境，於是经过抗生素处理之後该酵素的轮廓可能产生变化而不再能与该抗生素结合，抗生素的抑制能力自然消除。

第三种办法是去毒作用的产生，对於抗生素具有敏感性的病菌往往由於该抗生素的处理使得病菌内诱发某种酵素的合成（在平常情况下菌体内根本没有这种酵素，其诱发的原理请参见第四期「基因到底是干什麽的」一文），此种酵素可以分解该抗生素使之不再具有任何毒性，如有些病菌经由青霉素的处理後产生一种酵素叫Penicillin-β-lactamase，它可以把青霉素转变成Penicilloic acid，青霉素对此病菌的杀菌性乃消失。

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两种抗生素同时使用

由於病菌容易对抗生素产生抗性，因此如何一举之下把病菌清除乾净是件很重要的事，医生们往往在一开始时让患者服用较多量的抗生素，使患者很快的达到有效体内浓度（Therapeutic concentration），然後根据抗生素排泄的速度继续使用，以期短期内把病菌一网打尽），或者同时使用两种抗生素（两者都视病情而定）以求骤效，这两种方法的使用都须要有相当知识才不致於达到反效果。如果患者只是一味想着这是美国仙丹而多吃几个当是更为灵验，其结果也许可能把原来的病状治好了，可是另一种更严重的病可能随着产生。另一方面我们也不难由上面所述及有关抗生素的特性而稍为想像到两种性质不同的抗生素同时使用时会产生什麽效果（有一点我们必须时时记住，患者除了在必要时才能服用抗生素之外，即使服用时也不该服用对该病菌没有作用性的抗生素）。由於杀菌剂的使用（特别是影响细胞壁合成的抗生素如青霉素等）往往是有赖於病菌不停的生长繁殖，而制菌剂的功用则在於抑制病菌的生长，准此，一般讲如果同时服用两种制菌剂，其效果可能和一次服用双倍的任何一种制菌性抗生素一样；反过来说如果同时服用两种杀菌剂其效果可能比一次服用双倍的任何一种杀菌性抗生素要好，但是假如有一种病菌对於杀菌剂具有很高的敏感性（比如对於青霉素），患者在服用青霉素之余再服用一种制菌剂，则其效果是可以想见的。这些道理相信是不难了解才是，而这些情况是假想患者只是由於受到一种病菌的感染，如果不幸他同时遭受两种性质不同以上的病菌所感染，其处理方式不是更不容易吗？既然我们极力的提倡着科学，对於治疗我们的疾病也应该有科学的办法才是，有很多事可以自己做，但是人命关天岂可儿戏，既然有好医生为我们服务（医生们对於穷人应该减价，为富而不仁等於是吸血鬼），为什麽不去找他？

（注一）目前人类以遭受链球菌属（Streptococci）及葡萄菌属（Staphylococci）感染所引起的疾病为多。

由链球菌属感染而引起的疾病如：

猩红热（Scarlet fever），产褥热〔Puerperal fever，由於产妇产後其性器官受GroupA beta hemolytic streptococcus pyogenes感染而引起的，其後果往往很严重，如导致败血病（Septicemia）〕，丹毒（Erysipelas）及心内膜炎（Bacterial endocarditis），风湿性热（Rheumatic fever，此症青霉素无效）等等。

由葡萄菌属感染而引起的疾病如：

疖（Boils），脓肿（Abscesses），伤口化脓（Suppurative wounds），骨髓炎（Osteomyelitis），败血病（Septicemia），肾或膀胱炎等等。

这两类的病菌均属於Gram-positive，青霉素本应为特效药，但是由於有些葡萄菌体内产生Penicillinase，会分解青霉素，因而对於菌体内会有Penicillinase的葡萄菌使用青霉素是没有用处的（不含该酵素者仍然是非常有效），代之可以用Dicloxacillia, Methicillia, Cephalothin或Vancomycin等。

承蒙吾友孙凤冈博士对本文贡献很多意见，在此表示谢意。

来源：http://210.60.107.3

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