解讀抗生素耐藥性

楊醬醬

如果你是末日災(zāi)難電影愛好者，那么你也許對能導(dǎo)致世界末日的各種情況都比較熟悉：小行星撞擊、致死性病毒、外星人入侵、核戰(zhàn)爭，甚至是喪尸爆發(fā)。相比之下，抗生素耐藥性聽起來是不是不夠刺激？然而有專家認為，耐藥菌的傳播是對人類社會最大的威脅之一，甚至比恐怖襲擊、氣候變遷以及任何你在電影院里看到的情況都更加危險。

有跡象顯示，“抗生素末日”已經(jīng)將要降臨。僅僅在歐洲和美國，每年至少有5萬人死于常規(guī)治療無效的感染;抗生素耐藥菌在全球所有國家都有發(fā)現(xiàn)。如果這個趨勢一直延續(xù)，那么在未來短短數(shù)十年內(nèi)，所有的抗生素藥物都會失效。根據(jù)《耐藥性評估》報道，如果不能將這一問題成功扭轉(zhuǎn)，那么到2050年，全球?qū)p少至少5億人口，造成100萬億美元的經(jīng)濟損失。

抗生素為什么很重要？

抗生素通過殺滅細菌或抑制細菌生長繁殖，幫助我們治療輕微或嚴重的感染?？股貞?yīng)用范圍很廣，從皮膚感染（如痤瘡），到更加嚴重的感染（如食物中毒或肺炎），再到致死性的感染性疾?。ㄈ绶谓Y(jié)核和腦膜炎）?？股剡€可用以防止手術(shù)后的傷口感染，也可以保護免疫系統(tǒng)受損的病人免受細菌感染。

抗生素的種類有成百上千種，不同種類的抗生素適用于不同類別的細菌感染。自從70多年前抗生素問世以來，全球人類平均預(yù)期壽命增加了大約20年。在抗生素這一奇藥使用之前，生命是非常脆弱的——即使是被紙張劃傷的小傷口，也可能引發(fā)致命的感染。在現(xiàn)代抗生素發(fā)現(xiàn)之前，大約40%的死亡都是由未被治療的感染引起的。即使某些感染沒有造成死亡，也很容易留下難看的疤痕。

抗生素是怎么發(fā)揮作用的？

抗生素是一種能破壞細菌生存繁殖中關(guān)鍵步驟的化學物質(zhì)。它們必須能對細菌造成特殊影響而對人體沒有損傷，才能作為安全的藥物使用。第一例現(xiàn)代抗生素——青霉素，是由英國科學家亞歷山大·弗萊明于1928年發(fā)現(xiàn)的。青霉素是由霉斑中的真菌生成的，可以阻礙細菌細胞壁的合成。人體細胞沒有細胞壁，因此不受青霉素影響。之后，許多類似的藥物陸續(xù)問世。

幾種抗生素的作用原理

另一些抗生素的起效原理則是阻礙細菌生長過程中的某個過程，如蛋白質(zhì)和DNA的合成過程或者能量產(chǎn)生過程。

細菌是怎么產(chǎn)生耐藥性的？

雖然看似細菌通過某種方法“學會”了還擊人類，但實際上細菌耐藥性是不可避免的，正常的細菌進化結(jié)果。

每一個細菌每一次繁殖，都要復(fù)制自己的全套DNA，然后分裂成兩個細菌細胞，這一過程不可能是完全精確的。復(fù)制過程中的任何偏差都意味著，在數(shù)量巨大的細菌群體中，每個連續(xù)世代的DNA中存在很多的“錯誤”，也就是突變。

細菌可通過不同途徑“分享”遺傳物質(zhì)，使耐藥性基因迅速擴散

由于突變體數(shù)量龐大，隨著一代代的變化，其中小部分的細菌會偶然具有對某一抗生素的抗性：有的突變細菌，巧妙地改變了其作為抗生素靶標的某種關(guān)鍵分子的結(jié)構(gòu)，可致使抗生素失效;有的細菌則開始生成某種破壞抗生素效力的化學物質(zhì)。以青霉素為例，很多細菌進化出合成β-內(nèi)酰胺酶的能力，這種物質(zhì)能中和青霉素的效力。

一旦耐藥性基因出現(xiàn)，它很快就能從一種細菌轉(zhuǎn)移到其他種類的細菌中。微生物通過水平基因轉(zhuǎn)移的過程自然地交換遺傳物質(zhì)，這一過程既不用近距離接觸，也不用在兩者間構(gòu)建橋梁。這有助于細菌重組DNA和“分享”有用的基因，但這也常常造成耐藥基因從無害的細菌轉(zhuǎn)移至更致命的細菌中。

不僅細菌會出現(xiàn)耐藥性，病毒、真菌和寄生蟲也會出現(xiàn)耐藥性。細菌和其他微生物對抗微生物藥品產(chǎn)生的耐藥性統(tǒng)稱為AMR。甚至昆蟲和野草也會對殺蟲劑和除草劑產(chǎn)生耐藥性。

耐藥性是怎么傳播的？

當抗生素濫用時，耐藥性就成了一個大問題。使用抗生素會破壞人體內(nèi)的大量細菌，無論是有益菌還是有害菌。這就意味著耐藥菌株可以隨意地侵占生存空間，在缺乏競爭的環(huán)境下大量繁殖。這不僅使受耐藥菌影響的人生病，而且也意味著這些人會攜帶大量的耐藥基因，這些耐藥基因又會轉(zhuǎn)移到其他人身上。在這一過程中，醫(yī)院就像是耐藥基因的交通樞紐：抗生素被大量使用，病房中篩選出了耐藥基因，然后這些基因會轉(zhuǎn)移至病房里的職員和病人身上，傳遞給更多其他細菌。

抗生素的使用越頻繁，耐藥菌就越有可能在任何地方占據(jù)主導(dǎo)地位。不僅僅是人類醫(yī)院有助于細菌耐藥性的傳播，在一些國家，抗生素經(jīng)常被用于牲畜飼養(yǎng)，以促進生長或防止疾病在畜群中傳播。這意味著帶有耐藥基因的細菌能通過被污染的肉類、動物產(chǎn)品或施用糞肥的農(nóng)作物傳遞給人類。

即使是在那些醫(yī)院衛(wèi)生狀況良好，并且有嚴格規(guī)定防止過度使用抗生素的國家，當?shù)氐娜藗円埠苋菀捉佑|到來自抗生素濫用地區(qū)的人員和物品，從而使耐藥細菌擴散開來。

如果抗生素失效了怎么辦？

如果抗生素失效，首先，細菌感染，如肺結(jié)核和腦膜炎造成的死亡毫無疑問會劇增。我們現(xiàn)在所認為的并不致命的感染也會開始造成嚴重的疾病甚至死亡。甚至一些不嚴重的膿腫或小疙瘩也會變得難以治療，也就是說，丑陋的潰瘍和奇怪的皮膚狀況會成為一種常見的現(xiàn)象，就像在中世紀時那樣。

抗生素失效對醫(yī)療保健的影響更加深遠。每年全世界范圍內(nèi)完成的手術(shù)數(shù)以億計，而其中的大多數(shù)在術(shù)中和術(shù)后都需要使用抗生素來控制感染。在英國，每4個新生兒中就有1個是剖腹產(chǎn)。在剖腹產(chǎn)手術(shù)中，抗生素被用于保護母親和嬰兒免受感染。

如果沒有抗生素，死于術(shù)后感染的風險可能大于手術(shù)治療的好處。無論如何，試圖治愈難以治療的感染的高昂成本，可能會使許多國家的衛(wèi)生服務(wù)陷入癱瘓。如果抗生素不再有效，我們可能不得不改變我們的行為方式。

情況有多嚴重？

非常嚴重！很多菌株都具有了對多種抗生素的耐藥性。這種菌株被稱為多重耐藥菌（MDR）或者超級細菌，它們已經(jīng)給世界衛(wèi)生系統(tǒng)帶來了壓力。

英國首席醫(yī)療官戴維斯教授最近表示，預(yù)期壽命增長的黃金時代可能很快就會讓位給一個死亡率開始上升的時代。她在政府對抗生素耐藥性問題的調(diào)查中表示，比起氣候變化，她更擔心“在常規(guī)手術(shù)中死于手術(shù)室”。醫(yī)院正在努力消滅多重耐藥菌，如MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌），而每年造成超過20萬人死亡的“廣泛耐藥結(jié)核病”（XDR-TB）已在100個國家被分離鑒定出。大腸桿菌是一種常見的引發(fā)食物中毒的細菌，其對抗生素的耐藥性非常普遍，以至于在半數(shù)以上的患者中，常規(guī)治療無效。

我們發(fā)現(xiàn)，有的細菌菌株對一些被我們視作“最后手段”的抗生素也產(chǎn)生了耐藥性。治療感染這些危險細菌的病人是困難、危險和昂貴的。專家們預(yù)測，如果這種趨勢持續(xù)下去，目前市面上絕大部分的抗生素在短短20年內(nèi)將變得幾乎毫無用處。

難道我們不能

開發(fā)新的抗生素嗎？

幾十年前，耐藥性相對罕見，制藥行業(yè)不斷制造出有效的新型抗生素。但是到了20世紀90年代，制藥公司逐漸挖掘完了幾乎所有能殺菌而不傷害人類細胞的新方法。盡管之后仍有許多尋找新藥的研究，但迄今為止發(fā)現(xiàn)的卻都是類似于現(xiàn)有抗生素的化合物。事實上，現(xiàn)在世界各地使用的大部分抗生素，與30年前開發(fā)的幾乎完全相同。

目前新藥開發(fā)面臨的最大問題是資金。研發(fā)一種新的藥物并把它投入市場需要花費5億～20億美元，然而這些新型抗生素要么作為最后手段不被廣泛使用，要么在細菌對它們產(chǎn)生耐藥性后失去效力。因此制藥公司幾乎沒有動力將他們的精力和財力集中在這一領(lǐng)域。

然而，也有一些好消息：美國斯普里斯研究所的科學家最近宣布，他們已經(jīng)改進了一種常見的抗生素——萬古霉素，使它能夠以三種不同的方式攻擊細菌。研究人員說，這種藥物可以廣泛應(yīng)用，不用擔心耐藥性，因為細菌不太可能同時逃避三種作用模式。

是否有

抗生素的替代品？

科學家們開始把抗生素和可以破壞耐藥菌產(chǎn)生適應(yīng)能力的化合物結(jié)合起來使用。例如，如果一種細菌能產(chǎn)生一種阻止抗生素進入其細胞膜的蛋白質(zhì)，研究人員就可以開發(fā)一種“誘餌”化合物來阻擋這種蛋白質(zhì)。病人服用了抗生素和“誘餌”，抗生素就立刻又有效了。

傳統(tǒng)抗生素的另一種替代療法是自20世紀40年代以來在俄羅斯和東歐使用的一種治療方法，但長期以來在西方并沒有得到重視。這種方法被稱為噬菌體療法，它利用病毒來劫持細菌并從內(nèi)部破壞細菌。雖然這聽起來可能很危險，但既然被稱為噬菌體，就自然只會攻擊細菌。

其他潛在的研究途徑包括幫助免疫系統(tǒng)識別和攻擊細菌的藥物，利用生物工程納米粒子或病毒來攻擊細菌，以及使用益生菌，用這些“友好”的細菌來戰(zhàn)勝那些令人討厭的細菌。那這些潛在的解決方案是萬無一失的嗎？其實不然，細菌最終也會對這些治療方案產(chǎn)生抗性的。

我們還能做什么來遏制耐藥性傳播？

由于現(xiàn)在人們可以方便地在世界各地旅行，遏制抗生素耐藥性的傳播需要全球協(xié)調(diào)一致的行動。為了保持現(xiàn)有抗生素的效力，必須限制它們的使用：應(yīng)規(guī)定只在發(fā)生細菌感染時才能使用抗生素，且必須使用合適的劑量和時長。

有許多研究都致力于建立新的檢測方法，以幫助醫(yī)生快速判斷患者的情況是否需要使用抗生素，這有助于鼓勵針對性地使用抗生素。其他的研究也在尋找干擾細菌之間交換DNA的方法，試圖消除耐藥性基因的傳播。

在個人層面上，良好的衛(wèi)生習慣有助于減少細菌的傳播，從而減少對抗生素的需求。世界衛(wèi)生組織建議人們：嚴格按醫(yī)囑使用抗生素;當醫(yī)務(wù)人員告知不需要抗生素時，不要主動要求使用。

簡而言之，整個社會都必須開始重視這些有價值的藥物。我們使用得越多，它們的效果就越差。endprint