以下的文章是某同學的論文初稿，經過當事人同意，作為本次課程的教材。

請大家先閱讀一下這段論文，然後再進行討論與練習！

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1. 開發新型抗菌劑之重要性    

　　細菌與人類社會密切相關，腸道中的益生菌可增加宿主的健康效益，部分細菌也在食品工業中用於製造醱酵食物；然而也有許多菌種會導致疾病，或是引起極為重要的，而在治療細菌的感染方面，抗生素的使用廣為人知，在利用抗生素時，在其造成的選擇壓力下，細菌形成的突變株、經由同種或是它種細菌的基因水平轉移 (Horizontal gene transfer, HGT) 等各種方式獲得抗藥性[1]，而存活下來，且細菌的繁殖極為快速，數十分鐘即產生新的一代，因此具抗藥性之細菌就快速產生。而不斷濫用抗生素造成了抗藥性細菌的日漸增加的後果，形成目前全球共同存在的一大危機。除了大眾醫療系統的衛生人員在感染情況控管的疏失外，病患未確實依醫生處方完成療程、藥物的不當營銷也都間接加劇抗藥性的衍生。美國近年來治療抗藥性病源菌感染使醫療衛生系統每年花費超過 200億美元，並使臨床上延長超過800萬額外的住院天數。此一嚴重現象造成每年超過 350 億美元的社會成本[2]。畜牧業是抗生素濫用之另一潛在禍源。由於動物之瘟疫往往造成業者相當大的損失，在聞之色變的恐懼下，將相當大量、多種且新一代的抗生素加入飼料中，將其當作消炎以及預防瘟疫的手段，希望能殺死動物體內所有的細菌，以減少感染之發生，卻產生出多種可同時對許多抗生素產生抗藥性的細菌，一旦散佈至人類的生活環境即可能污染我們的食物及飲用水，並伺機感染人體。並且抗生素的使用量隨著養殖、畜牧產業規模擴大而增加，缺乏法規管制這些也為抗藥性問題火上加油，根據美國食品和藥物管理局 (Food and Drug Administration, FDA) 統計，在2011年，佔總重量 80％ 的抗生素被用於各種動物養殖業。

　　更為嚴峻的現況是，除了抗藥性菌株不斷使得舊有的抗生素失去效用之外，我們也因缺乏新抗生素的發明而漸漸陷入無藥可用的窘境，因為對於製藥公司來說，開發抗生素藥物的獲利不如長療程的慢性病藥物，因此造成抗生素藥物的短缺。在1998至2002年間，經美國食品和藥物管理局批准的新抗生素藥物下降了56％ [3]，且2004年的一項研究指出，在15家大型製藥公司和7家主要的生物技術公司所開發的506種藥物中，只有6種是抗生素，到了2008年，15家主要製藥公司中有8家放棄了一度實施的抗生素開發計劃，其中2家甚至沒有相關計劃，而同年一項包括各種規模製藥公司的抗生素開發研究顯示，167種正在開發的抗生素中只有15種具有新的抗菌作用機制，顯示出尋找有效對抗細菌代謝途徑的可用化學修飾越來越困難，因此我們需要除了抗生素之外的、不會因細菌產生抗藥性就失去作用的抗菌劑。

　　諾貝爾物理獎得主理查費曼 (Richard Feynman, 1918-1988) 於1959年12月29日的美國物理學會年會中所發表的一場著名演說 ” There’s Plenty of Room at the Bottom” 鼓舞並且驅使許多科學家進入奈米領域探索，而隨著近年奈米技術的演進，許多奈米材料也相繼被發明並被應用於抗菌。相對於抗生素的生產涉及廣泛的觀察跟採集、繁雜的培養和篩選、複雜的化學修飾處理等過程，奈米材料則相對由單純的金屬、碳化合物等物質所組成，也有較短的製程，且除了奈米材料本身，其表面修飾也可增益識別細菌或是抗菌的效果，並且抗菌並非奈米材料的唯一功能，亦可能同時具備作為生物標記、感測器等應用性，此簡便性及靈活性是奈米材料作為抗菌應用的潛力所在。