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6 能培育“超级细菌”又能救命的药物——抗生素

    微生物的世界并不都是美好的,但也并不都是不好的。霉菌的产物不是都如上面提到的霉菌毒素一样对人有害,有一些霉菌的产物还能救人性命,比如大家熟知的青霉菌产生的青霉素(Penicillin,或音译为盘尼西林)就挽救了无数人的性命。青霉素是一种抗菌素,也被称作抗生素。大家一定记得小时候的科学启蒙故事:1928年,英国细菌学家弗莱明,在一次幸运的意外中发现,长了霉菌的培养皿中葡萄球菌被抑制了,从而,他首先发现了世界上第一种抗生素——青霉素。

    毫无疑问,抗生素的研制成功,大大增强了人类抗细菌感染的能力,减少了人类的伤亡。经过几十年的研究发展,抗生素已经被广泛应用于治疗肺炎、肺结核、脑膜炎、心内膜炎、白喉、炭疽等多种带“炎”的疾病。除了青霉素,链霉素、氯霉素、土霉素、四环素等新的抗生素也在随后的几十年里不断产生,人类治疗感染性疾病的能力也在持续增强。但是,随之而来的是抗生素耐药问题。

    耐药菌是这样产生的

    抗生素战胜细菌就靠那么“三板斧”:抑制细胞壁或蛋白质的合成;干扰细菌DNA的合成和抑制其生长繁殖。细菌当然不会坐以待毙,它们一定会采取相应的对策拼死挣扎。细菌,这种在地球上能存活30多亿年的物种,可不是一般的生物啊。它们有亿万年不间断的进化能力,对环境具有非常好的适应能力。耐药性细菌的出现就是它们进化的本能过程,是一种优胜劣汰的自然现象。

    我们可以做个简单的实验,将细菌接种到两个培养基上,一个里面含有链霉素,一个不含,然后放在培养箱中恒温培养。第二天,我们可以看到不含链霉素的培养皿上密密麻麻长了一片细菌,而含有链霉素的培养皿上仅长出星星点点的几个菌落。链霉素几乎杀死了99.9%的细菌,但是别忘了,那几个幸存的菌落属于“优胜”的幸运儿,它们并没有被抗生素杀死。当细菌遇到抗生素,那些对药物敏感的菌株陆续被杀灭了,而一些细菌出现了偶然的基因错配,也就是自己出现了突变,形成了对药物不敏感的突变株。

    细菌通过基因突变和改变自身结构等方式削弱抗生素的作用,产生了耐药性。总结起来,细菌对抗抗生素的手段很多,比如合成可以把抗生素给吃掉的分解酶;长出外排泵,把进入细胞的抗生素再给送出去;改造细胞壁,加装上防护网,让抗生素进不来;修饰靶点,换个“锁芯”,使抗生素找不到它,无法发挥活性。你看,细菌有这么多办法,总有一种对策是管用的,一些细菌就这样活了下来。不仅如此,它们还可以把自己掌握的本领稳定地传递给后代或者告诉身边的小伙伴们。

    细菌相互之间交流沟通很频繁,一旦某个细菌知道怎么对抗抗生素了,它就会跟其他细菌进行交流沟通,很快,其他细菌也会慢慢学会如何抵抗。时间久了,这种抗生素就会失去作用,也就不能再起作用了。一传十,十传百,一代传一代,细菌们就都掌握了这门技术,最终,细菌们对抗生素产生了耐药。一种细菌对一种抗生素产生耐药性还没啥事,大不了换一个抗生素来杀死它们。但是,最可怕的是一些能耐比较大的细菌,它们可以对大部分抗生素产生耐药性,这种细菌就是“超级细菌”,如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和抗万古霉素肠球菌(VRE)就可以让绝大多数抗生素都束手无策。

    “超级细菌”并不是这些细菌具有了什么“超能力”,被它们感染的人仍然是出现相同的感染症状,只不过,任何抗生素都拿它们没办法了。据欧洲临床微生物和感染疾病学会预计,一旦哪个患者感染了“超级细菌”,可能至少10年内都无药可治!技术再好,经验再丰富的医生,都面临“巧妇难为无米之炊”的境遇。无药可治,躺在床上等死应该是这个世界上最可怕的事情。

    从滥用抗生素,到无能为力

    当然,我们也不能怪细菌,这是它们的本能。在过去的几十年中,人们为了杀死病菌,不停地开发新的抗生素,细菌也在不停地对新抗生素产生耐药性,抗生素的种类是有限的,而细菌却可以通过万千变化躲避打击。于是,抗生素的种类越来越多,细菌也随之演变出更多的光怪陆离的品种。目前为止,人类研发抗生素的速度已经赶不上耐药性细菌的产生速度了。有专家预测,在不久的将来人类会再次陷入没有抗生素的时代,人类对抗很大一部分疾病的能力可能会倒退回一百年前,一些轻微的、常见的细菌感染都有可能引起致命的后果。真不希望这一天到来。

    有一年春节期间,大学同学打来求救电话,他的岳父因结肠炎动手术,感染了艰难梭菌,医生说是耐药性的“超级细菌”。他知道我在做微生物方面的研究,想问问有没有办法。遗憾的是,我也无能为力。10年前,耐药性艰难梭菌感染导致死亡的比例已达到千分之二了,就是感染的每1000个人里会有两个人死亡。这些年,随着细菌耐药性的增加,这一比例在逐年上升。对付“超级细菌”,粪菌移植(把健康人的肠道菌群移植给被耐药菌感染的患者)是效果较好的治疗方法。虽然,我帮他联系了做粪菌移植的专业机构,但是两个月后,他的岳父终因无药可救而遗憾地离开了人世。粪菌移植应该是非常有效和有前途的治疗这种疾病的手段,但是,他岳父的肠道情况已经不再适合移植。

    这是个真实的,发生在我身边的案例,要知道这种情况非常有可能发生在任何一个人身上,包括我自己。躺在高级的病房中,用着全世界最先进的医疗仪器和设备,却没有任何一种药物可以治疗,在家人、医生和护士的陪伴下默默地等待细菌感染而亡,真是一想起来就让人泪目!

    停止滥用!我们还有机会

    客观地讲,要怪只能怪我们人类自己没有利用好抗生素。实际上,抗生素的滥用(而不是抗生素本身)才是细菌产生耐药性的最大推手。滥用的意思就是“太任性”,不该使用的时候也用,该少用的时候没有控制住量,该用7天的时候不放心疗效而延长到1个月,能用一种抗生素的情况下非得用多种抗生素。最可气的是,在养殖场里,健康的动物一出生,抗生素就添加在了每天吃的饲料中进行预防性或增产性的使用。有一项研究发现,在人类常用的1000多种药物中,有超过25%的非抗生素类药物具有杀菌效果,能够作用于40种肠道微生物中的至少一种。也就是说,即使不用抗生素,使用其他药物也有可能使微生物产生抗药性!

    基因突变是产生耐药细菌的根本原因,但基因突变是偶然事件,大部分的突变是没有效果或是有害的,只有极少数有微弱的耐药效果,一次突变就能让细菌获得完美耐药性几乎不可能。现实中,耐药性几乎都是逐步积累突变、慢慢出现的。原本,只要抗生素和细菌见面的机会少一点,给细菌出现突变产生耐药性基因的机会就会少一些,耐药性出现的时间会无限延长。现在好了,抗生素在全球各地都遭到滥用,它们每时每刻都在与细菌接触,这无疑加速了细菌耐药基因的产生。所以说,如果没有抗生素的滥用,细菌的耐药性也不会以如此快的速度在全球蔓延开来。

    前些年,抗生素滥用的情况在中国十分普遍。近几年来,人们逐步意识到了抗生素滥用的危害,这不仅影响一个地区、一个国家,它会威胁所有地球人的健康。可喜的是,在一些大的医院,给患者输液已经被严格监管,不能再随便打抗生素;在一些城市的药店,人们已经不能随便买到抗生素。希望更多的人意识到抗生素滥用的危害,从自己做起,从这一刻开始,科学合理地使用抗生素,不要等到细菌感染无药可救的那一刻!