2022-08-31 13:05

如果我们想让抗生素继续发挥作用,我们需要改变抗生素瞄准细菌的方式

Pharmacist taking antibiotics off the shelf

虽然过去几年我们的大部分注意力都集中在COVID上,但一种更阴险、更危险的大流行病的传播有增无减。这场大流行与抗菌素耐药性有关,即细菌逃避我们用来治疗它们的抗生素。你可能在主流媒体上听说过这些被称为“超级细菌”的细菌。

最近发表的一项研究发现,2019年约有500万例死亡与抗生素耐药性有关,是2020年因COVID死亡的两倍多。

导致抗生素耐药性出现并持续存在的两个主要因素是抗生素的工作方式和细菌对抗抗生素的能力。

细菌是高度进化的生命形式,比我们有显著的进化优势。其中之一是它们的倍增时间,对于许多感染我们的常见细菌品种来说,只有15到40分钟。

另外,细菌从一个细菌变成两个细菌的时间和1亿个细菌变成2亿个细菌的时间是一样的。

这样做的一个结果是,如果我们杀死99.99%的细菌,它们可以在几个小时内恢复数量。重要的是,一些或所有这些细菌可能对最初杀死它们大部分祖先的病原体具有耐药性。

细菌的这种生存过程是由进化和达尔文的自然选择原则(适者生存)驱动的,这一原则既适用于动物和植物,也适用于微生物。

抗生素耐药性是怎么来的场吗?

目前几乎所有的抗生素都是通过杀死微生物或抑制它们的复制来起作用的。细菌通过两种方式获得对这些抗生素的耐药性:突变和水平基因转移。

细胞复制时会发生突变。复制过程中的一些随机错误可能会使细菌更好地逃避我们的治疗。

Bacteria growing in a petri dish
细菌的数量可以在几分钟内翻倍。

水平基因转移是指细菌之间的基因转移。大多数生物只能垂直遗传基因,也就是从父母遗传给后代。但是细菌可以相互交换基因,包括使它们能够抵抗抗生素的基因。

目前抗生素的另一个令人担忧的特点是它们是不分青红皂白的。如果你因为脚上的感染而服用了抗生素,它不会神奇地单独到达你的脚,而是分布在全身,影响一些生活在我们体内的“好”细菌。

因此,生活在我们每个人体内的100万亿个细菌中,有许多已经对常用的抗生素产生了耐药性。这些“好”细菌可以将耐药性转移到它们的致病同伴身上。

我们需要改变抗菌素的工作方式

为了控制抗生素耐药性,我们需要以新的方式思考抗菌素治疗。其中一种方法是选择性地处理致病细菌,而不杀死它们。

这是可行的,因为大多数细菌不需要引起疾病来生存,如果我们的治疗方法不是设计来杀死它们,对耐药突变体的选择就会很弱,它们可以继续生存,而不会对我们造成伤害。

这听起来可能有点异想天开,但它已经被证明是有效的。例如,治疗尿道感染的药物并不会杀死细菌,而是针对细菌粘附在膀胱壁上所需的分子。这就意味着细菌不会在我们的膀胱中繁殖,不会让我们生病。但由于我们没有试图杀死他们,他们没有必要学习逃避我们的治疗。

另一种方法是瞄准细菌致病所需的基因,使它们在不杀死它们的情况下变得无害。

Bacteria under the microscope
我们可以针对细菌的致病特性,而不是杀死细菌。

专门针对病原体的抗菌剂的一个优点是,它们不会影响“好”细菌,其中一些有助于我们抵抗感染。

这些治疗方法的一个局限性是,它们需要针对每种类型的细菌。这意味着我们需要大量的时间和精力来开发治疗感染我们的多种不同类型细菌的方法。然而,我们知道这是可以做到的,因为我们已经对病毒(抗病毒药物)这样做了。

现在该怎么办?

直到最近,大型制药公司对抗生素耐药性的反应是开发细菌敏感的新药。然而,现在很少有这样的公司对新的代理商表现出兴趣。这是因为开发传统的、会引起耐药性的抗生素并不划算,而这种抗生素在几年内就会被淘汰。

与气候变化和其他生存威胁一样,抗生素耐药性将需要政府与科学家和工业界合作来解决。

还有其他方法可以对抗细菌耐药性,包括接种疫苗和确保适当使用抗生素。但是,将这些策略与类似于目前用于治疗病毒感染的特殊靶向抗细菌药物相结合的协调努力,给我们带来了最大的希望。

如果我们不采取行动,我们将面临一个类似于青霉素出现之前的时代,一个轻微的划伤都可能导致致命的感染。