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解惑:抗生素,超級(jí)細(xì)菌,人類與細(xì)菌的生存競(jìng)賽 當(dāng)前動(dòng)態(tài)

2022-12-07 08:42:00 來源: 西交利物浦大學(xué)

“細(xì)菌想要存活,人類也是如此——二者都想要保護(hù)自己、而免受對(duì)方侵害,這是一場(chǎng)沒有休止的競(jìng)賽。”-西交利物浦大學(xué)抗生素領(lǐng)域?qū)W者張潛博士

假如你在切洋蔥的時(shí)候劃破了手,或許你會(huì)貼上一張創(chuàng)可貼,一個(gè)小小的傷口并不會(huì)引起我們的重視。

第二天,傷口出現(xiàn)了感染的跡象——腫脹、微微化膿。但沒關(guān)系,你只需要去找醫(yī)生開些抗生素,就不會(huì)有大問題,甚至下周的時(shí)候你可能連發(fā)生過這件事都想不起來。


(資料圖片僅供參考)

但是如果藥不管用怎么辦?如果引發(fā)感染的細(xì)菌對(duì)抗生素有耐藥性,又超出了身體的自然防御能力,接下來會(huì)發(fā)生什么呢?

耐藥性細(xì)菌導(dǎo)致的死亡數(shù)量每年都在增加,世界衛(wèi)生組織將其列為“全球健康的最大威脅之一”。而不幸的是,抗生素的開發(fā)速度落后于細(xì)菌耐藥性的發(fā)展,且難以追趕。我們現(xiàn)在使用的大多數(shù)抗生素都是五十多年前發(fā)明的。

為什么抗生素的研發(fā)停滯不前?抗生素開發(fā)的前景如何?耐藥細(xì)菌導(dǎo)致的死亡不斷攀升,背后原因何在?我們是否注定要進(jìn)入“后抗生素時(shí)代”,哪怕常見感染或小傷口都能危及生命?

我們將通過這篇文章試圖解答上述問題,并闡明為什么我們要在生存競(jìng)賽中與細(xì)菌正面交鋒。

什么是抗生素?它們的作用機(jī)制是什么?

抗生素是能抑制、殺死細(xì)菌的化學(xué)物質(zhì),并且能夠治療感染。

目前使用的抗生素有多種作用機(jī)制。有些破壞了細(xì)菌的外部保護(hù)層,從而殺死細(xì)菌;還有的通過阻斷細(xì)菌賴以生存的重要環(huán)節(jié)從而抑制細(xì)菌的作用方式。

有的細(xì)菌外部有膜包覆,如革蘭氏陰性菌,使得抗生素很難進(jìn)入細(xì)胞(下圖)。因此一些藥物無法進(jìn)入細(xì)菌干預(yù)細(xì)菌的生長(zhǎng)或繁殖,使得抗生素失效。革蘭氏陰性菌引發(fā)了大多數(shù)抗生素耐藥性導(dǎo)致的死亡。

革蘭氏陰性菌的外膜能阻隔目前使用的很多數(shù)抗生素,使其對(duì)該細(xì)菌失效。20多年來,幾乎沒有發(fā)現(xiàn)任何幫助抗生素避開該外膜的新機(jī)制。

有時(shí),在針對(duì)頑固細(xì)菌的聯(lián)合療法中,會(huì)使用兩種及以上的抗生素。這類方法在敗血癥和肺結(jié)核的治療中很常見。

聯(lián)合用藥能夠降低產(chǎn)生耐藥性的可能,因?yàn)榧幢慵?xì)菌對(duì)一種抗生素產(chǎn)生了耐藥性,另一種藥物仍可以殺死細(xì)菌。然而,這類療法也有相當(dāng)?shù)木窒扌浴V饕獑栴}是,兩種藥物需要同時(shí)達(dá)成各自的目標(biāo)和最佳濃度,這一點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)槊總€(gè)人的身體吸收和輸送藥物的方式各有不同,使細(xì)菌有機(jī)會(huì)躲過這類療法。

什么是抗生素耐藥性?什么是超級(jí)細(xì)菌?

細(xì)菌繁殖速度快、突變率高,所以在用抗生素治療感染時(shí),“罪魁禍?zhǔn)住钡募?xì)菌可能會(huì)發(fā)生突變。而突變又可能在存活的細(xì)胞中傳播和繁殖,使得一眾細(xì)胞都具有耐藥性。對(duì)多種藥物都具有耐藥性的細(xì)菌稱作“超級(jí)細(xì)菌”。

張潛博士在西交利物浦大學(xué)從事抗生素的研究,他說:“無論何時(shí),只要對(duì)細(xì)菌使用抗生素,產(chǎn)生耐藥性只是時(shí)間問題。幸運(yùn)的是,大多數(shù)細(xì)菌都需要數(shù)年才能產(chǎn)生耐藥性。然而,有些卻在短短幾個(gè)月內(nèi)發(fā)生,甚至是在感染一個(gè)人的過程中就能產(chǎn)生?!?/p>

為什么耐藥性愈發(fā)強(qiáng)大?

抗生素耐藥性是由多種因素引發(fā)的,包括缺乏價(jià)格合理的優(yōu)質(zhì)藥物、對(duì)耐藥性缺少認(rèn)識(shí)和了解、執(zhí)法不力,以及在人畜的治療中過度使用、濫用抗生素。

人類也需要更快速的診斷檢測(cè),獲得有關(guān)感染的詳細(xì)信息?,F(xiàn)在我們?nèi)タ瘁t(yī)生的時(shí)候,只需要驗(yàn)血就能快速確診細(xì)菌感染。而挑戰(zhàn)在于由于缺少更為詳細(xì)的信息,醫(yī)生開出的抗生素缺乏針對(duì)性,例如如何確定引發(fā)感染的細(xì)菌種類,器官被感染的具體位置,而這又回導(dǎo)致細(xì)菌突變,從而產(chǎn)生耐藥性。

在人類對(duì)抗抗生素耐藥性的競(jìng)賽中,還有一個(gè)問題,即今天我們使用的抗生素大多數(shù)都是在上世紀(jì)30到60年代發(fā)明的。自2000年以來,僅開發(fā)了六類新的抗生素,且沒有一種對(duì)革蘭氏陰性菌有效。這主要是因?yàn)榭股氐难邪l(fā)缺少資金。

張潛博士之前曾在一家制藥初創(chuàng)企業(yè)工作,他表示:“金融市場(chǎng)對(duì)藥物研發(fā)有很大的影響。新藥研發(fā)獲取資金越來越難了,尤其是在研發(fā)后期,比如臨床試驗(yàn)和上市階段,都需要政府和大公司的資金支持。”

我們需要擔(dān)心嗎?

根據(jù)近日發(fā)表在《柳葉刀》上的研究,包含抗生素耐藥性在內(nèi)的抗菌素耐藥性(AMR),是全球主要的死亡原因。研究表示,2019年,每天有3500人死于細(xì)菌對(duì)抗生素的耐藥性——比瘧疾或艾滋病造成的死亡還要多。而這一數(shù)字預(yù)計(jì)只增不減。根據(jù)英國(guó)政府委托的報(bào)告,到2050年,AMR將導(dǎo)致多達(dá)1000萬人死亡。因此,世衛(wèi)組織將AMR列為人類面臨的全球十大威脅之一。

還有希望嗎?未來會(huì)怎樣?

抗生素耐藥性與日俱增,而又缺乏新的抗生素應(yīng)對(duì)威脅。因此,人類需要綜合所有可能的手段來應(yīng)對(duì)耐藥性。

研究人員正努力開發(fā)針對(duì)細(xì)菌不同組成部分和存活方式的新型抗生素。其中,西浦的張潛博士和Sekar Raju博士就正在研究一種前景樂觀的策略:偶聯(lián)抗生素。這類藥物由兩種現(xiàn)存的抗生素組成,通過化學(xué)鏈接形成了新的單一藥物,可能實(shí)現(xiàn)幫助應(yīng)對(duì)抗生素耐藥性,且可能有效治療革蘭氏陰性菌的潛力。

想要更好地了解細(xì)菌和抗生素背后的機(jī)制,就需要針對(duì)抗生素研究的不斷投資。人工智能也將在其中發(fā)揮重要作用,因?yàn)槿藗円呀?jīng)在使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法幫助發(fā)掘新藥。此外,政府也需要嚴(yán)格監(jiān)管抗生素的生產(chǎn)、銷售和使用。最后,提高對(duì)抗生素耐藥性的危險(xiǎn)和原因的認(rèn)識(shí),對(duì)于應(yīng)對(duì)這一全球威脅至關(guān)重要。只有如此,人類才能贏得與耐藥細(xì)菌的競(jìng)賽。

減少抗生素耐藥性風(fēng)險(xiǎn),你該怎么做?

不要濫用抗生素。服用前請(qǐng)咨詢醫(yī)生。醫(yī)生會(huì)幫你檢查是否患有細(xì)菌感染。

不要將自己的抗生素藥物分享給他人。

完整服用整個(gè)療程的抗生素,不要提前斷藥!

Scanning electron micrograph of methicillin-resistant Staphylococcus aureus bacteria (yellow) and a dead human white blood cell (coloured red)

耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(黃色)和死亡的人類白細(xì)胞(紅色)的掃描電子顯微鏡圖

更多信息請(qǐng)?jiān)L問世衛(wèi)組織、糧農(nóng)組織和聯(lián)合國(guó)的抗生素相關(guān)網(wǎng)頁。(記者: Catherine Diamond 和王璐謠編輯:Patricia Pieterse和寇博翻譯:韓香音)

關(guān)鍵詞: 革蘭氏陰性菌
編輯:Edt_60

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