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【有雞定蛋先?】抗生素與抗藥性最早於 5 億年前共同演化出現

2019/8/19 — 12:13

有雞還是先有雞蛋是一個爭議不斷的生物演化問題,另一邊廂到底有抗生素才有抗生素抗藥性,還是先有抗藥性才有抗生素?解答到這個問題或許可以幫助人類應對日益惡化的超級細菌問題。最新刊於《自然微生物》的研究則指,兩者都於 3.5-5 億年前的古生代 (Paleozoic Era) 共同出現與演化,比想像中歷史更為悠久。

該個由加拿大麥瑪斯達大學生物化學系教授 Gerard Wright 領導,團隊集中分析糖肽類 (glycopeptide antibiotic) 這些通過抑制細胞壁合成的抗生素,並借助生物合成基因簇 (biosynthetic gene cluster) 進行基因排序,分析其演化歷史。

糖肽類抗生原本大部份來自土壤中找到的放線菌 (Actinobacteria) ,而萬古黴素 (Vancomycin) 與替考拉寧 (teicoplanin) 亦屬於這類抗生素,前者是世衛指定的基本醫療系統必要藥物,亦普遍被視為「最後一線藥物」。然而,近數十年人類濫用抗生素,令超級細菌不斷快速演化,導致很多「最後一線藥物」已失效,世衛更曾促請藥廠加快研發新抗生素,否則會面臨無藥可醫的局面。

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在分析過基因排序後,團隊發現抗藥性與現代糖肽類抗生素祖先幾乎同時於 3.5-5 億年前出現,這個時期恐龍仍未出現於地球。換言之,類似抗生素的化合物早於恐龍時代已對地球上的細菌有益,而抗藥性則與這些化合物共同演化,作為細菌繁殖的自我保護手段。

團隊指,如果我們能透過了解抗生素與抗藥性歷史背景加快改良現有藥物的步伐,將會有數以十萬計的人受惠,尤其現時北極偏遠地區,甚至在太空都已發現了抗生素抗藥性的證據。

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來源:
Science Alert, Scientists Just Traced Antibiotic Resistance Millions of Years Into The Past, 18 August 2019

報告:
Waglechner, N., McArthur, A.G. & Wright, G.D. (2019). Phylogenetic reconciliation reveals the natural history of glycopeptide antibiotic biosynthesis and resistance. Nature Microbiology. doi: 10.1038/s41564-019-0531-5

文/Alan Chiu 、審核/Edward Ho

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