孫文長(zhǎng)
自20世紀(jì)20年代末人類發(fā)現(xiàn)青霉素以來,抗生素一直保護(hù)著人類免受病菌的侵害。但是現(xiàn)在抗生素的藥效在逐漸減退,準(zhǔn)確地說是病菌在變異,越來越多的病菌具有了耐藥性,絲毫不懼抗生素。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國(guó)每年因耐藥病菌感染的人數(shù)超過200萬,其中2.3萬人死亡??茖W(xué)家估計(jì),如果任其發(fā)展,耐藥病菌(又稱超級(jí)細(xì)菌)每年將會(huì)造成全球數(shù)百萬人死亡。
為了化解這種危機(jī),科學(xué)家開展了多方面研究,利用納米粒子、病毒、抗菌肽,從幾個(gè)方面著手,試圖找到抑制、殺死病菌的方法。
解除武裝:分流毒素
科學(xué)家研究的第一種方法,就是對(duì)病菌“解除武裝”,因?yàn)橛袝r(shí)候不一定非要?dú)⑺啦【?,才能達(dá)到治病效果。
許多病菌感染人體,靠的是它本身分泌毒素,破壞宿主細(xì)胞。比如葡萄球菌、大腸桿菌、利斯特菌(導(dǎo)致炭疽病,以及制造蛇、蝎子與??亩疽海┠墚a(chǎn)生孔洞毒素,這種毒素就是一種常見的類型,它能在人體細(xì)胞上穿孔,破壞細(xì)胞功能。
美國(guó)加州大學(xué)科學(xué)家利用納米粒子來對(duì)付病菌所分泌的毒素。通常他們用塑料或金屬(如銀)制成納米粒子,然后從紅細(xì)胞中提取出一種隔膜,再把納米粒子包裹在隔膜里。在隔膜保護(hù)下,納米粒子進(jìn)入人體后,既不會(huì)引起人體免疫反應(yīng),又能充當(dāng)誘餌吸引毒素的“火力”,使毒素不攻擊正常的健康細(xì)胞。當(dāng)病菌分泌的毒素消耗殆盡時(shí),病菌也就沒有了危險(xiǎn)性。
這項(xiàng)研究得到了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院的資助,并且通過老鼠試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)納米粒子像海綿一樣,吸收了毒素,而且沒有傷害到老鼠。在接下來一兩年里,科學(xué)家計(jì)劃開展人類臨床試驗(yàn)。
特快專遞:定點(diǎn)投放藥物
第二種方法,還是利用納米粒子,不過不是繳械,而是變成了“特快專遞”。科學(xué)家試圖讓納米粒子來遞送藥物。
一般人們服藥后,抗生素會(huì)進(jìn)入血液遍布全身,這有許多副作用,甚至劑量過大時(shí)還有毒性。但是,把成千上萬藥物分子填充在單一納米粒子里,就可以實(shí)施定點(diǎn)投放。科學(xué)家用血小板的細(xì)胞膜制成一種膜衣,把納米粒子包裹進(jìn)膜衣,從外表看就像一個(gè)微型細(xì)胞。這樣的“偽裝”會(huì)躲過人體免疫系統(tǒng)偵察,不會(huì)引起免疫反應(yīng)。
有些病菌進(jìn)入人體后,專門吸附血小板,遮掩自己,試圖躲避免疫系統(tǒng)偵察。納米料子以血小板膜衣包裹后,就會(huì)吸引細(xì)菌投靠。一旦雙方吸引,就很容易粘附在一起,納米粒子趁機(jī)就會(huì)變守為攻,向病菌不斷釋放藥物。
這種藥物作用將十分高效,并且不會(huì)因藥物總劑量增加而產(chǎn)生副作用。同時(shí),這種高效還能壓制病菌的耐藥機(jī)制,因?yàn)椴【鷣聿患爱a(chǎn)生抗性。在試驗(yàn)里,老鼠感染了葡萄球菌,這種病菌對(duì)很多抗生素都產(chǎn)生了耐藥性,科學(xué)家正在用這種方法來治療老鼠。
正面攻擊:破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)
第三種方法,不那么委婉,而是直接攻擊,殺死病菌。傳統(tǒng)抗生素大多都是這樣,抗菌肽也是這樣,而且比抗生素更有效。
抗菌肽是一種蛋白質(zhì)片斷,由相對(duì)較短的氨基酸串所構(gòu)成。它本是自然界生物(包括微生物、植物、動(dòng)物)所具有的先天免疫反應(yīng)物的一部分,在體內(nèi)它會(huì)攻擊病原體的細(xì)胞膜,并可能大肆破壞其細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)??咕氖呛芏嗖【摹八缹?duì)頭”,而且病菌很難對(duì)它們產(chǎn)生耐藥性。
美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家試圖人為設(shè)計(jì)抗菌肽,他們以被囊動(dòng)物(一種初級(jí)海洋動(dòng)物)的抗菌肽為基礎(chǔ),往里加入一些氨基酸。這樣能提升抗菌肽的治療能力,有效對(duì)抗大腸桿菌和葡萄球菌,這些病菌都有抗生素耐藥性。改進(jìn)后的抗菌肽,在老鼠身上發(fā)揮了明顯的治療效果,它能消腫,還能激活宿主的免疫系統(tǒng),并調(diào)動(dòng)白細(xì)胞作為后援力量。
如果試驗(yàn)得到臨床證實(shí),科學(xué)家計(jì)劃把抗菌肽制成乳霜的形式。屆時(shí)皮膚如果有傷口,或者受感染時(shí),就可以直接涂上這種乳霜;也可以把它涂在桌子、電腦、手術(shù)器械與導(dǎo)管上面,防止細(xì)菌污染它們。
時(shí)光武器:恢復(fù)致敏性
第四種方法相當(dāng)?shù)母呖萍迹褪抢棉D(zhuǎn)基因技術(shù)使耐藥病菌“恢復(fù)”致敏性,好比時(shí)光倒流,使耐藥病菌回到從前那種對(duì)藥物敏感的狀態(tài),這要借助它的天敵——病毒的能力。
大約100年前,人們發(fā)現(xiàn)了一種病毒叫噬菌體,專門捕食細(xì)菌,非常有效。盡管后來抗生素大范圍使用,但是東歐有些地方,噬菌體仍一直在用。治療效果上,雖然暫時(shí)還沒有臨床數(shù)據(jù)證實(shí),但許多科學(xué)家相信噬菌體與抗生素一樣有效。而且作為病毒,噬菌體還有一個(gè)優(yōu)勢(shì),它可以不斷復(fù)制自己,它需要捕食活細(xì)菌來維持自己的生存、繁殖,因此在用藥劑量上,只需少量就能殺死大量病菌。
科學(xué)家計(jì)劃利用基因技術(shù)給噬菌體增添新能力。新型噬菌體會(huì)以特定細(xì)菌為目標(biāo),這種細(xì)菌產(chǎn)生了抗生素耐藥性。新型噬菌體會(huì)“吃掉”這種細(xì)菌的耐藥基因,或者殺死細(xì)菌。當(dāng)耐藥病菌被“吃掉”抗藥性,就等于細(xì)菌恢復(fù)了致敏性,很容易受到抗生素的抑制。
另外,利用噬菌體,還能破解細(xì)菌另一種抗藥能力。有些細(xì)菌會(huì)分泌一種化合物,制造生物膜保護(hù)自己,好似屏障擋住了抗生素滲透進(jìn)去。噬菌體經(jīng)基因改造后,也可以吃掉這層生物膜,甚至可以將自己的DNA植入細(xì)菌內(nèi)部,某一時(shí)刻爆發(fā)吞噬掉細(xì)菌??傊?,可以嘗試給噬菌體注入新的能力,使之成為強(qiáng)大的抗菌劑。
私人訂制:發(fā)光標(biāo)記病菌
在抑制、殺滅病菌時(shí),抗生素還有許多副作用,除了導(dǎo)致病菌變異產(chǎn)生抗藥性外,還會(huì)“致病”。傳統(tǒng)抗生素進(jìn)入人體后,殺滅病菌時(shí)往往附帶著殺滅一些益生菌,它就像炸彈轟炸目標(biāo)一樣不分青紅皂白。益生菌是體內(nèi)一種有益的天然微生物,它對(duì)健康有重要作用。體內(nèi)平衡的微生物環(huán)境被打破,就會(huì)給有害菌可乘之機(jī)。艱難梭菌就是一種有害菌,平時(shí)在體內(nèi)沒什么危害,但是當(dāng)抗生素進(jìn)入人體后,它的毒素極可能引起假膜性小腸結(jié)腸炎。
美國(guó)麻省理工學(xué)院科學(xué)家反復(fù)研究后發(fā)現(xiàn),噬菌體是最理想的抗生素,可以只殺滅有害菌,就像狙擊手一樣“點(diǎn)殺”特定目標(biāo)??茖W(xué)家的方法就是對(duì)噬菌體進(jìn)行技術(shù)處理,一方面可以限定它所殺滅細(xì)菌的范圍,針對(duì)目標(biāo)細(xì)菌進(jìn)行精確投放;另一方面,可以使其產(chǎn)生像螢火蟲那樣的熒光蛋白,能夠使醫(yī)生跟蹤噬菌體在體內(nèi)的行蹤,向醫(yī)生提供反饋,使之確定病人被哪種細(xì)菌感染,有利于深入的對(duì)癥治療。
綜上所述,未來即使抗生素失效了,只要這些療法技術(shù)成熟得到臨床應(yīng)用,我們就不必?fù)?dān)心無藥可用。并且應(yīng)當(dāng)相信,未來肯定不僅僅靠一種方法,而是綜合運(yùn)用多種方法來對(duì)抗耐藥病菌。