2018年2月1日 星期四

黃金風鈴木 (Golden trumpet tree)

黃金風鈴木 (Golden trumpet tree)                     黃慶三 (04/24/2011)

滿樹金黃   
           黃金風鈴木近照                                
黃金風鈴木葉子
 紅花風鈴木 (Tabebuia rosea)


黃金風鈴木巴西風鈴木 (Golden trumpet tree,學名 Tabebuia chrysantha),屬紫葳科 (Bignoniaceae) ,風鈴木屬 (Genus Tabebuia) ,原產於南美洲。落葉中、小喬木,株高4 6公尺,掌狀複葉,小葉4 5枚,卵狀橢圓形,先端尖,全緣或疏齒緣,全葉被上褐色細茸毛。成長的植株樹皮有深刻裂紋。美麗、金黃色、喇叭形的圓錐花序,在葉子長出前,就掛滿了整樹的枝頭,所以常被種植為庭園樹、行道樹,為巴西國花。風鈴木屬是新熱帶地區 (Neotropical) 約有 100個品種 (Species) 的花樹。除了金黃色的品種,也有白色、粉紅、淡紫色、紫紅色及紅的花色。目前台灣普遍栽植,尤其中、南部,三、四月時,不論是街道、校園、公園、低海拔山區道路旁,常可見到金黃或粉紫的植株。

它會結10 50公分長、裂開性的莢果。莢果含有許多種子,有些品種的種子為翅果 (Winged fruit) 。翅果又稱翼果,這種果實會長出由纖維組織構成的薄翅附屬物。而這薄翅附屬物,會讓風把果實帶到離母樹較遠的地方,增加繁殖的機會及擴張生長地域。在乾旱的季節,莢果會掛在樹梢;直到雨季來臨後,莢果才裂開,讓翅果掉下來。

性喜高溫,全陽,排水良好的土壤。台灣以 中、南部栽培生育較佳。美國農業部 (USDA) 把它的耐寒度列於 Zone 10 (華氏 30 40) Zone 11(華氏 40度以上) 之間,即南佛羅里達州、南加州、及夏威夷等地和九重葛 (Bougainvillea) 阿勃勒 (Golden shower tree) 適於生長的地帶相同。


由於能抵抗蟲蛀,且極耐用,風鈴木的木材可做家俱、甲板、及戶外的家俱、器具等。美國進口風鈴木的木材,大都做為 DeckingBoardwalk 用,它約有 25 年的壽命。有些品種的樹皮曾被用作民間療方,把乾燥的樹木內皮撕成細條或弄碎後,可泡成帶苦或酸味、黃褐色的茶飲,據說可用來治感冒,或疏緩因吸煙引起的咳嗽。

2018年1月23日 星期二

漫談「超級細菌」的「噬菌體療法」(Phage Therapy)

漫談「超級細菌」的「噬菌療法」(Phage Therapy)
                                                                                                   黃慶三 (01/20/2018)Ref

前言拙作《粉紅胡椒 (Pink peppercorn) http://cshuang2.blogspot.com/2017/09/pink-peppercorn.html 曾略談「巴西胡椒樹」果實萃取液,能夠使用不同的途徑或方式,來應付對抗生素有抵抗力的細菌或「超級細菌」(Superbugs) 的感染。「超級細菌」是個可怕的病菌,目前還沒有良好的對策。因農業長期使用大量的抗生素 (約全量的 3/4),引致許多「超級細菌」的產生及感染,筆者借此「漫談」一下曾被「遺忘」百年的療法,「噬菌療法」(Phage Therapy)

 噬菌體及其生命週期 (Wikipedia)
攻擊 E. coli噬菌 (Nicola Twilley)1


            
2017年底--2018年初,時代雜誌 (Time, Vol.190, No.27-28, December 25, 2017/January 1, 2018, pp.54-59) 超級細菌之戰(“The War on Super Bugs,” by Alexandra Sifferlin) 報導。2 這則報導記述 2017年底發生的兩三個受到超級細菌感染的病例,如何使用已被「遺忘」百年的療法來治癒 (“How A Forgotten 100-Year-Old Therapy is Saving Lives”)。這方法是選用適當的「噬菌(Bacteriophage,即 Bacteria-eater,簡稱Phage),把感染的「超級細菌」殲滅掉,使病人恢復健康。這種治療方法稱為「噬菌療法」(Phage therapy)

「噬菌」是種過濾性病毒 (Virus),體積極小,需用電子顯微鏡才能看見。它們無所不在,是最好的細菌攻擊者 (Bacteria fighters)。科學家估計,這類「噬菌」的種類,超過無法算清的數字 (1031)3 (10 million trillion trillion—一個 trillion = 1 x 1012),約為細菌數目的10倍,4 比世界上所有其他生物數目的總和還多。

「噬菌」的特性是它的某一菌株 (Strain),只會攻擊特別一類細菌 (例如某種「超級細菌」,而不會攻擊其他的細菌),直到所有的、想消滅的「超級細菌」都消滅為止 (所謂的「抗生素」則可能把好的細菌也攻擊消滅)。「噬菌」會把它自己的 DNA,注入細菌的細胞裡,極迅速的繁殖增生 (例如每20分鐘可增生100個噬菌)3直到這個細菌本身因容納不下所增生的「噬菌」而爆裂死亡。這時所增生、逃逸出來的「噬菌」,又會攻擊其他活的「超級細菌」,直到所有的細菌都爆裂死亡,而使病人恢復健康。

這方法是1915 年一位英國人Frederick Twort (或說是1917 年一位法國人Félix d’Herelle) 所發現,而在19201930年代,在美國及世界上應用於細菌的感染。但當時醫學界,對於這種療法就有分歧的意見,那時還沒有DNA的知識,加上也發生個人攻擊、自尊心的作祟、誰是最先的發現者、甚至國際間的政治因素等原因,還有噬菌體是種蛋白質,可能引起某些人的敏感反應,而導致中止這種治療方法的使用。惟東歐一些國家,例如蘇俄喬治亞波蘭等國,仍然繼續使用它。19401950年開始的冷戰時代,西方醫學界的最新款藥物都不能進口到共產國家,因此這些國家的科學家們,在鐵幕 (Iron curtain) 後面就努力研究開發使用「噬菌療法」,其科技也沒在西方科學家的「雷達網」上出現。

1851年,達爾文10歲的女兒 Anne Elizabeth Darwin,因猩紅熱 (Scarlet fever) 的感染而死亡。這是種A型鏈球菌 (Group A Streptococcus) 的感染,通常影響515歲的孩童。假如當時就有抗生素,他的女兒即可治癒。抗生素」是由細菌或黴菌所產生的複合物,這複合物可以殺死或抑制其他微生物的繁殖。這現象人類很早就已知曉,例如古埃及人就曾以發黴的麵包所搗碎的麫糊,裹住傷口,但第一個真正的抗生素藥物,盤尼西林 (Penicillin),於1928年才由蘇格蘭科學家 Alexander Fleming所發現。即Anne Darwin早生了約70年。盤尼西林是由Penicillium chrysogenum 這種黴菌所生產,而這種黴菌常可於食物,或其廢棄物 (Waste) 中發現。

盤尼西林是最初有效的抗生素之一,於1942年開始用來治療葡萄球菌 (Staphylococcus) 鏈球菌 (Streptococcus) 的感染,尤其第二次世界大戰期間,拯救了不少生命,目前也仍在使用中。此外,1940 1950年代,許多抗生素的發現及大量的生產製造,加上抗生素使用的方便及藥效,使西方醫學界轉移治療方法,即改用抗生素,而放棄「噬菌療法」的應用。目前美國醫生一年所開的抗生素藥單,超過266百萬 (Million) 張。就因抗生素長期的大量使用 (這是指病人,但農業上使用得更多--請見下述),而產生不少對抗生素有抵抗力的「超級細菌」。

細菌有基因水平轉移(Horizontal gene transfer—HGT) 或稱基因側向轉移(Lateral gene transfer—LGT) 的能力或特性,即細菌能將遺傳物質傳遞給其他細胞,而非其子代的轉移過程 (「噬菌」也有 HGTLGT的能力)。通常所謂的「基因垂直傳遞」(Vertical gene transfer—VGT),則是生物由其祖先繼承遺傳物質。細菌這種基因水平轉移的能力或特性,猶如基因工程(Gene engineering) 的人工基因水平轉移一般,由於攝取的新基因或其組,使細菌具有分解新型藥物或化學品的能力,例如抗生素或殺蟲劑等,而使某些細菌變成「超級細菌」的主因。

世界上大約3/4的抗生素都使用於農業上,尤其養殖業及畜牧業。1950年代,牛雞等養殖畜牧業,給與這些動物少量的抗生素,並不是為了治病,而是做為飼料的增補物 (Supplements)。如此這些動物可以長得更快更大。其原因過去並不真正明白。抗生素當然可降低這些動物生病的可能性,但長得更快更大,必有其他原因。
20128月,New York University School of Medicine Ilseung Cho等,發表一篇論文,闡述飼與少量抗生素做為增補物的實驗室老鼠,會比其他給予同量食物,但沒加抗生素的一群 (Control group) 長得更快,更大,甚至得了肥胖症 (Obesity)5 其原因是抗生素把一些老鼠消化系統中,能有效的消化掉熱量的細菌消滅了,以致於這些老鼠能從等量的食物中,吸收更多的熱量,而長得更快更大,甚至造成了肥胖症。

事實上,有些果樹也使用抗生素,例如使用鏈黴素(Streptomycin)土黴素 (Oxytetracycline)、或春雷霉素 (Kasugamycin)來控制蘋果及梨子的火疫病 (Fire blight,病菌為Erwinia amylovora)6,7,8 2014 10月以前,「有機果園」也使用抗生素來控制這疾病 (但只在果樹生長果實前施用)9火疫病已有長久的歷史,它在1780年就已被發現。目前火疫病菌對鏈黴素也開始有了抵抗性。6

另一種使用抗生素的水果為奇異果 (Kiwifruit)201011月在紐西蘭 (New Zealand) 首度發現了「奇異果細菌性潰瘍」(Bacterial canker of kiwifruit)。這種病害是由於丁香假單胞菌類 (Pseudomonas syringae pv. actinidiae –簡稱 Psa) 的感染。這種細菌對人類或動物無害,也不會造成其他植物的損傷,而只攻擊奇異果藤,導致植株的死亡。10目前惟一直接有效的拯救方法是濆灑抗生素,例如鏈黴素,否則這疾病,可能完全打垮整個紐西蘭的奇異果業。 11   

長期固定的飼予或濆灑抗生素的動物或果樹,其本身所含有的有些微生物細菌,遲早會產生抗藥性,而會演變成所謂的「超級細菌」。這些動物的排洩物,或從果樹因雨水或灌溉水的沖刷,可能汙染農作物的灌溉水源,於是食用沒好好正確準備的肉類生菜水果,都有可能被傳染上了「超級細菌」或因食用殘留的抗生素,加上個人因治病而使用的抗生素,都有可能影響人身已有的有害細菌,而演變成「超級細菌」。這被傳染上了「超級細菌」的個人,會再傳染給家人,和其他接觸的人群。又因「超級細菌」引致的病人,在醫院中,會傳染給本已生病抵抗力已較弱的其他病人或醫護人員。

就因這些「超級細菌」對抗生素已有抵抗力,萬一病人感染到這種細菌,醫療人員常常束手無策,有時只能眼睜睜的看著病人垂危死亡。就因百年來,「噬菌療法」在美國已不再使用,加上過去對於這種療法的成見 (還有當時並無 DNA的知識或了解),也沒繼續的研究或發展,所以目前美國FDA還沒准許這種療法的使用,只能在特別情況下,以 「緊急研究用的新藥」(Emergency investigational new drug) 為名,特別申請批准後,(可說是在「生死關頭」「束手無策」的情況下),才能使用。

2016 年,University of California, San Diego (UCSD) 曾以「噬菌療法」治癒一位感染「超級細菌」的病人後 (“How Sewage Saved My Husband's Life from a Superbug | Steffanie Strathdee”---筆者誌: 所用的噬菌體是從汙水裡分離出來Strathdee本人UCSD Associate Dean of Global Health Sciences,為預防HIV的專家,對「噬菌療法」也頗有研究)12 又以同樣的方法治療三個病人,其中有兩個看來效果良好。

201711月,一位25歲年青女性,在University of Pittsburg Medical Center,因無法控制所感染的「超級細菌」,而求救於 UCSD。在UCSD的專家協助下,從馬利蘭的一個實驗室找到可以克制使她生病「超級細菌」的「噬菌」,1114日下午四點鐘,送到匹茲堡去,施用於這位年輕女病人。可惜已經太遲了,第二天病人就已去世。正如UCSD的專家所說的,「我們晚了兩天」。

目前美國每年約有兩百萬人受到「超級細菌」的感染,估計有23,000人因而喪生。2 原是看來沒有任何問題的紙張割傷 (Paper cut),或小孩較常發生的中耳炎,就因許多「超級細菌」的存在,而可能造成致命的問題。有人估計,2050年時,可能會有一千萬人,因「超級細菌」的感染而喪生。4要研究製造新而有效的抗生素並不容易,細菌卻可能於一年之後,產生抵抗力。

所以如果有完整的臨床實驗,了解「噬菌療法」施用的各層面,以及一些目前仍未得到正確解答的問題,並設有完整的「噬菌銀行」,以及準確快速的「配對」(Matching) 方法,那麼「噬菌療法」將會有更好的成功率,拯救更多的生命。就如University of New Zealand 教授Hendrickson所說,噬菌體是對抗超級細菌自然殺手 (Phages: Nature’s Ninjas)4

2018年,美國將有兩家小的生物科技公司,開始做「噬菌療法」的臨床實驗,2希望能解答一些這種療法的問題,而能縮短診斷及配對的時間,而能更有效的利用這種利器,來應付愈來愈多的「超級細菌」感染。當然也希望FDA在完整的臨床實驗後,可以正式的批准它的應用。法國目前正以「噬菌」放置於繃帶上,做為預防灼傷病患感染的臨床實驗中。4 希望這臨床實驗會有良好的結果,也帶來更多對「噬菌療法」的了解和應用。

Reference:
2.      Sifferlin, Alexandra, “The War on Super Bugs.” Time, Vol.190, No. 27-28, Dec 25, 2017--Jan 1, 2018. pp.54-57.
3.    Forest Rohwer, Merry Youle,Heather Maughan, Nao Hisakawa, Life in Our Phage World. A Centennial Field Guide to the Earth’s Most Diverse Inhabitants. Wholon, SanDiego, CA. Dec. 2014, June 2015.

4.      Hendrickson, Heather, Phages:Nature's Ninjas in the battle against Superbugs | Heather Hendrickson | TEDxTauranga. Retrieved January, 13, 2018..             https://www.youtube.com/watch?v=p2ngpKBPfF8

5.      Cho, Ilseung , et al., Antibiotics in early life alter the murine colonic microbiome and adiposity. Nature. 2012:488(7413):621-626.            http://library.med.nyu.edu/api/publications/?person=choi01&sort=display_rank

6.      Johnson, Kenneth B., Fire blight of apple and pear. Oregon State University. Updated 2015.             http://www.apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/prokaryotes/pages/fireBlight.aspx

7.      Pear Disease - Fire Blight. PennState Extension. Updated October 19, 2017.    

https://extension.psu.edu/fire-blight-of-pear

8.      Fire Blight Control in Organic Apples and Pears. Washington State University. Jan 17, 2018. http://www.tfrec.wsu.edu/pages/organic/fireblight

9.      Zerbe, Leah, Antibiotics in Apple Orchard:  What You Need to Know. Organic Life.            https://www.rodalesorganiclife.com/food/antibiotics-in-apples
10.  Psa-V. Kiwifruit Vine Health. Retrieved January 17, 2018.

11.  Suo, Jenny, Concerns over antibiotic spray used on Kiwifruit. Newshub, New Zealand. 05/09/2011.

http://www.newshub.co.nz/business/concerns-over-antibiotic-spray-used-on-kiwifruit-2011090517

12.  Strathdee, Steffanie, How Sewage Saved My Husband's Life from a Superbug | TEDxNashville. Retrieved January 13, 2018.              https://www.youtube.com/watch?v=AbAZU8FqzX4