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【研之作作】動物用抗生素與細菌抗藥性的過去、現在及未來(上)

  • 陳正文/財團法人農業科技研究院 動物科技研究所

抗生素,是 20 世紀人類最重要的發現之一。

1920 年代,蘇格蘭裔的亞歷山大·弗萊明 (Alexander Fleming) 觀察到培養葡萄球菌的培養基不小心沾了灰塵並長出黴菌 (Penicillium notatum),黴菌生長之處卻不見葡萄球菌。

隨後弗萊明培養了此黴菌並製作了少量的萃取物,發現具有疾病治療效果,命名為 Penicillin,也就是膾炙人口的「盤尼西林」。

二次大戰的救命藥誕生

弗萊明雖然成功完成萃取,但在大量生產盤尼西林的過程遭遇了困難。

後來,澳洲裔的霍華德·弗洛里 (Howard Florey) 注意到了弗萊明過去的發現,透過與化學家、生物學家、臨床醫師共同合作的方式,短短三年就改善盤尼西林大量製造與純化的方法,並協助美國進行工業化生產盤尼西林。

弗洛里讓盤尼西林成為了第二次世界大戰時期(1939-1945)的救命藥。在過去沒有疫苗與抗生素的年代,病菌不論是否有帶有抗藥性,都會對人類健康造成極大的威脅。

抗生素被用於動物的起點

1940 年代抗生素蓬勃發展,人類獲得了空前強大武器,從容地面對細菌感染所帶來的威脅,抗生素也響起了健康保證的號角聲。

第二次世界大戰後,全球人口急遽增加,各國對人口增長可能造成食物短缺的問題謹慎看待,紛紛支持集約化高密度畜牧養殖。

由於高密度飼養會導致動物疫病的控制困難,加上第二次世界大戰後抗生素的需求降低導致價格下跌,天時地利之下,抗生素被無縫接軌地使用在農業生產上,使得動物使用抗生素的歷史幾乎與抗生素的發現史重疊。

抗生素除可被用來預防或治療動物疾病外,也被發現有促進動物生長的效果,而被稱為抗生素類生長促進劑(Antibiotic growth promoters, AGPs)。

高密度飼養會導致動物疫病的控制困難。圖/pixabay

有爭議性的抗生素類生長促進劑

這段歷史要從維生素 B12 開始說起:過去研究學者都知道,動物飼料若僅含有植物性蛋白質,動物生長狀況較差;但飼料中若添加魚粉、肉骨粉、發酵產物等,動物生長則會加速,其主要原因是這些添加物中含有維生素 B12,而維生素 B12 可促進植物性蛋白質的利用。

1948 年,美國氰胺公司 Lederle 實驗室(Lederle Laboratories, American Cyanamide)分離到Streptomyces aureofaciens發現氯四環素(Chlortetracycline),即金黴素 / 歐 羅 肥(Aureomycin)。

Lederle 實驗室用於生產氯四環素的 Streptomyces aureofaciens 也可產生維生素 B12,因此委託友好實驗室進行試驗,讓雞隻食用含有 Streptomyces aureofaciens 的飼料,發現雞隻生長情形較僅含有維生素B12之飼料佳,強烈地暗示氯四環素的生長促進效果。

雖然當時的試驗動物數量少,可提供的數據有限且不具統計意義,但卻在 1950 年代開始公開大肆宣傳該試驗數據,強調抗生素的生長促進效果。

儘管該抗生素促進動物生長試驗,曾被第三方重複驗證發現後無效果,但在 Lederle 實驗室的強力廣告放送之下,抗生素促進生長的觀念已深植農民心中。

本文中,作者介紹了抗生素發現的起點,以及二次大戰之後使用在動物身上的風潮。但是,濫用抗生素會造成什麼問題呢?請見下篇連結

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