解读抗生素耐药性

杨酱酱

如果你是末日灾难电影爱好者，那么你也许对能导致世界末日的各种情况都比较熟悉：小行星撞击、致死性病毒、外星人入侵、核战争，甚至是丧尸爆发。相比之下，抗生素耐药性听起来是不是不够刺激？然而有专家认为，耐药菌的传播是对人类社会最大的威胁之一，甚至比恐怖袭击、气候变迁以及任何你在电影院里看到的情况都更加危险。

有迹象显示，“抗生素末日”已经将要降临。仅仅在欧洲和美国，每年至少有5万人死于常规治疗无效的感染;抗生素耐药菌在全球所有国家都有发现。如果这个趋势一直延续，那么在未来短短数十年内，所有的抗生素药物都会失效。根据《耐药性评估》报道，如果不能将这一问题成功扭转，那么到2050年，全球将减少至少5亿人口，造成100万亿美元的经济损失。

抗生素为什么很重要？

抗生素通过杀灭细菌或抑制细菌生长繁殖，帮助我们治疗轻微或严重的感染。抗生素应用范围很广，从皮肤感染（如痤疮），到更加严重的感染（如食物中毒或肺炎），再到致死性的感染性疾病（如肺结核和脑膜炎）。抗生素还可用以防止手术后的伤口感染，也可以保护免疫系统受损的病人免受细菌感染。

抗生素的种类有成百上千种，不同种类的抗生素适用于不同类别的细菌感染。自从70多年前抗生素问世以来，全球人类平均预期寿命增加了大约20年。在抗生素这一奇药使用之前，生命是非常脆弱的——即使是被纸张划伤的小伤口，也可能引发致命的感染。在现代抗生素发现之前，大约40%的死亡都是由未被治疗的感染引起的。即使某些感染没有造成死亡，也很容易留下难看的疤痕。

抗生素是怎么发挥作用的？

抗生素是一种能破坏细菌生存繁殖中关键步骤的化学物质。它们必须能对细菌造成特殊影响而对人体没有损伤，才能作为安全的药物使用。第一例现代抗生素——青霉素，是由英国科学家亚历山大·弗莱明于1928年发现的。青霉素是由霉斑中的真菌生成的，可以阻碍细菌细胞壁的合成。人体细胞没有细胞壁，因此不受青霉素影响。之后，许多类似的药物陆续问世。

几种抗生素的作用原理

另一些抗生素的起效原理则是阻碍细菌生长过程中的某个过程，如蛋白质和DNA的合成过程或者能量产生过程。

细菌是怎么产生耐药性的？

虽然看似细菌通过某种方法“学会”了还击人类，但实际上细菌耐药性是不可避免的，正常的细菌进化结果。

每一个细菌每一次繁殖，都要复制自己的全套DNA，然后分裂成两个细菌细胞，这一过程不可能是完全精确的。复制过程中的任何偏差都意味着，在数量巨大的细菌群体中，每个连续世代的DNA中存在很多的“错误”，也就是突变。

细菌可通过不同途径“分享”遗传物质，使耐药性基因迅速扩散

由于突变体数量庞大，随着一代代的变化，其中小部分的细菌会偶然具有对某一抗生素的抗性：有的突变细菌，巧妙地改变了其作为抗生素靶标的某种关键分子的结构，可致使抗生素失效;有的细菌则开始生成某种破坏抗生素效力的化学物质。以青霉素为例，很多细菌进化出合成β-内酰胺酶的能力，这种物质能中和青霉素的效力。

一旦耐药性基因出现，它很快就能从一种细菌转移到其他种类的细菌中。微生物通过水平基因转移的过程自然地交换遗传物质，这一过程既不用近距离接触，也不用在两者间构建桥梁。这有助于细菌重组DNA和“分享”有用的基因，但这也常常造成耐药基因从无害的细菌转移至更致命的细菌中。

不仅细菌会出现耐药性，病毒、真菌和寄生虫也会出现耐药性。细菌和其他微生物对抗微生物药品产生的耐药性统称为AMR。甚至昆虫和野草也会对杀虫剂和除草剂产生耐药性。

耐药性是怎么传播的？

当抗生素滥用时，耐药性就成了一个大问题。使用抗生素会破坏人体内的大量细菌，无论是有益菌还是有害菌。这就意味着耐药菌株可以随意地侵占生存空间，在缺乏竞争的环境下大量繁殖。这不仅使受耐药菌影响的人生病，而且也意味着这些人会携带大量的耐药基因，这些耐药基因又会转移到其他人身上。在这一过程中，医院就像是耐药基因的交通枢纽：抗生素被大量使用，病房中筛选出了耐药基因，然后这些基因会转移至病房里的职员和病人身上，传递给更多其他细菌。

抗生素的使用越频繁，耐药菌就越有可能在任何地方占据主导地位。不仅仅是人类医院有助于细菌耐药性的传播，在一些国家，抗生素经常被用于牲畜饲养，以促进生长或防止疾病在畜群中传播。这意味着带有耐药基因的细菌能通过被污染的肉类、动物产品或施用粪肥的农作物传递给人类。

即使是在那些醫院卫生状况良好，并且有严格规定防止过度使用抗生素的国家，当地的人们也很容易接触到来自抗生素滥用地区的人员和物品，从而使耐药细菌扩散开来。

如果抗生素失效了怎么办？

endprint

如果抗生素失效，首先，细菌感染，如肺结核和脑膜炎造成的死亡毫无疑问会剧增。我们现在所认为的并不致命的感染也会开始造成严重的疾病甚至死亡。甚至一些不严重的脓肿或小疙瘩也会变得难以治疗，也就是说，丑陋的溃疡和奇怪的皮肤状况会成为一种常见的现象，就像在中世纪时那样。

抗生素失效对医疗保健的影响更加深远。每年全世界范围内完成的手术数以亿计，而其中的大多数在术中和术后都需要使用抗生素来控制感染。在英国，每4个新生儿中就有1个是剖腹产。在剖腹产手术中，抗生素被用于保护母亲和婴儿免受感染。

如果没有抗生素，死于术后感染的风险可能大于手术治疗的好处。无论如何，试图治愈难以治疗的感染的高昂成本，可能会使许多国家的卫生服务陷入瘫痪。如果抗生素不再有效，我们可能不得不改变我们的行为方式。

情况有多严重？

非常严重！很多菌株都具有了对多种抗生素的耐药性。这种菌株被称为多重耐药菌（MDR）或者超级细菌，它们已经给世界卫生系统带来了压力。

英国首席医疗官戴维斯教授最近表示，预期寿命增长的黄金时代可能很快就会让位给一个死亡率开始上升的时代。她在政府对抗生素耐药性问题的调查中表示，比起气候变化，她更担心“在常规手术中死于手术室”。医院正在努力消灭多重耐药菌，如MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌），而每年造成超过20万人死亡的“广泛耐药结核病”（XDR-TB）已在100个国家被分离鉴定出。大肠杆菌是一种常见的引发食物中毒的细菌，其对抗生素的耐药性非常普遍，以至于在半数以上的患者中，常规治疗无效。

我们发现，有的细菌菌株对一些被我们视作“最后手段”的抗生素也产生了耐药性。治疗感染这些危险细菌的病人是困难、危险和昂贵的。专家们预测，如果这种趋势持续下去，目前市面上绝大部分的抗生素在短短20年内将变得几乎毫无用处。

难道我们不能

开发新的抗生素吗？

几十年前，耐药性相对罕见，制药行业不断制造出有效的新型抗生素。但是到了20世纪90年代，制药公司逐渐挖掘完了几乎所有能杀菌而不伤害人类细胞的新方法。尽管之后仍有许多寻找新药的研究，但迄今为止发现的却都是类似于现有抗生素的化合物。事实上，现在世界各地使用的大部分抗生素，与30年前开发的几乎完全相同。

目前新药开发面临的最大问题是资金。研发一种新的药物并把它投入市场需要花费5亿～20亿美元，然而这些新型抗生素要么作为最后手段不被广泛使用，要么在细菌对它们产生耐药性后失去效力。因此制药公司几乎没有动力将他们的精力和财力集中在这一领域。

然而，也有一些好消息：美国斯普里斯研究所的科学家最近宣布，他们已经改进了一种常见的抗生素——万古霉素，使它能够以三种不同的方式攻击细菌。研究人员说，这种药物可以广泛应用，不用担心耐药性，因为细菌不太可能同时逃避三种作用模式。

是否有

抗生素的替代品？

科学家们开始把抗生素和可以破坏耐药菌产生适应能力的化合物结合起来使用。例如，如果一种细菌能产生一种阻止抗生素进入其细胞膜的蛋白质，研究人员就可以开发一种“诱饵”化合物来阻挡这种蛋白质。病人服用了抗生素和“诱饵”，抗生素就立刻又有效了。

传统抗生素的另一种替代疗法是自20世纪40年代以来在俄罗斯和东欧使用的一种治疗方法，但长期以来在西方并没有得到重视。这种方法被称为噬菌体疗法，它利用病毒来劫持细菌并从内部破坏细菌。虽然这听起来可能很危险，但既然被称为噬菌体，就自然只会攻击细菌。

其他潜在的研究途径包括帮助免疫系统识别和攻击细菌的药物，利用生物工程纳米粒子或病毒来攻击细菌，以及使用益生菌，用这些“友好”的细菌来战胜那些令人讨厌的細菌。那这些潜在的解决方案是万无一失的吗？其实不然，细菌最终也会对这些治疗方案产生抗性的。

我们还能做什么来遏制耐药性传播？

由于现在人们可以方便地在世界各地旅行，遏制抗生素耐药性的传播需要全球协调一致的行动。为了保持现有抗生素的效力，必须限制它们的使用：应规定只在发生细菌感染时才能使用抗生素，且必须使用合适的剂量和时长。

有许多研究都致力于建立新的检测方法，以帮助医生快速判断患者的情况是否需要使用抗生素，这有助于鼓励针对性地使用抗生素。其他的研究也在寻找干扰细菌之间交换DNA的方法，试图消除耐药性基因的传播。

在个人层面上，良好的卫生习惯有助于减少细菌的传播，从而减少对抗生素的需求。世界卫生组织建议人们：严格按医嘱使用抗生素;当医务人员告知不需要抗生素时，不要主动要求使用。

简而言之，整个社会都必须开始重视这些有价值的药物。我们使用得越多，它们的效果就越差。endprint