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后抗生素时代,人类的最后一道防线在哪?

云方 分享: 任何细菌都无法摧毁一个具有完整免疫系统功能的机体,因为在某种意义上讲,细菌是我们的朋友,而不是我们的敌人。在人体内细菌之间相互制约,共生,平衡,共同维护生命的存在。是人类自作聪明,一步步毁掉了自己的免疫系统和平衡的内环境,把自己推向绝境。


“对于信奉科学的人而言,死亡绝非必然的命运,只不过是个科技问题罢了。”

——《人类简史》作者尤瓦尔·赫拉利



 作者  凌云、梦雄 
 本文经授权转载自微信公众号Xtecher



“超级细菌”出现 最强抗生素失效

美国政府5月26日宣布,美国境内出现首例“无法被任何已知抗生素治愈”的“超级细菌”。

这是一例能抗多粘菌素的大肠杆菌感染病例,它对所有抗生素耐药,连被视为抗生素“最后一道防线”的粘菌素也丧失效力。

这种超级细菌是在一位美国大姐的尿液中发现的。宾夕法尼亚州一名49岁女性因泌尿系统感染到当地一家诊所治疗,其尿液样本中分离培养的大肠杆菌被送至沃尔特·里德陆军医疗中心检测。检测结果显示,这种大肠杆菌对多粘菌素具有耐药性。这名女性在就诊前的5个月中没有出入境记录,这意味着她携带的这种细菌很可能是美利坚的“土特产”。

美国卫生与公众服务部当天发表声明说,在这个病例发现后,它与美国农业部联合检查了肉类食品,结果又在一份猪大肠样本中发现了对多粘菌素具有耐药性的大肠杆菌。

目前,耐多粘菌素细菌的传播范围尚不确定。但美国哈佛医学院微生物学家盖尔·卡斯尔发出警告:“这是危险情况。我们可以推测,它可能会迅速传播。如果防护不当,甚至可能在医院传播。”

卡斯尔说,必须进一步弄清这名病患的感染源和耐多粘菌素细菌在美国及全球的存在情况,然后才能知道它的传播速度。

由于目前抗菌能力最强,多粘菌素一直被视为抗生素中“最后一道防线”。当青霉素、四环素等传统抗生素逐渐失效时,医护人员就会祭出多粘菌素来对抗。

早前,耐多粘菌素细菌已在中国、欧洲等地已经出现,但是这一次,竟然在抗生素使用相对严格的美国也出现了——这是否意味着人类最严谨用药的国度也“沦陷”了呢?有悲观者称“耐药末日已至”。

那么,为什么会出现让我们无能为力的超级细菌呢?这和我们使用了很久的抗生素,是否有关呢?

 “抗生素”对我们究竟做了什么?


▼20世纪医药领域最伟大的成就之一 

抗生素曾经被誉为“20世纪医药领域最伟大的成就之一”。

在没有抗生素的年代,战争中造成伤亡最为惨重的并非是炮弹,而是伤口感染。如果处理不当,很可能会造成瘟疫,以至于直接影响战争的胜负。所以在战场上,就算士兵只是肢体受了轻伤,军医往往还是选择立刻截肢,但这样做的风险依然十分巨大。要知道,那时仅仅因为纸张划伤手指、走路跌破皮这种小事而发展成要命的感染可都是常有的事。

1929年,英国细菌学家弗莱明发现了青霉素——最早的抗生素,能抑制细菌生长,并将其运用到二战当中,挽救了众多士兵的生命,是人类与细菌的战争史上最为浓墨重彩的一笔。美国曾将青霉素的研制放在同原子弹研制一样重要的地位上。

近一个世纪过去了,科学家已经发现了近万种抗生素,不过适合用作治疗人类感染的不足百种。抗生素能够抑制细菌蛋白质合成、抑制细菌DNA合成——招招击中的命门,成为人类对抗细菌的一大利器。

▼滥用抗生素比细菌本身更可怕

然而,人类使用抗生素治疗疾病的同时,也锻炼了细菌的耐药能力。生存下来的细菌再次传染给其他人的时候,便对同种抗生素增加了一定的抵抗力,如此反复传播,细菌的耐药基因越来越强大,最终对这种抗生素不再敏感。

数据显示,20世纪五六十年代,全世界死于感染的人数每年不过700万。而仅在1999年,因为耐药菌越来越多,死于感染的人数就上升到2000万,其中40%死于耐药菌。

中国是世界上抗生素滥用最严重的国家。在中国,细菌整体的耐药率要远远高于欧美国家,大约在45%左右。中国每年有超过8万人因耐药性死亡。而据英国抗菌药物耐药评估委员会估计,如果目前的情况得不到改善,到2050年中国将有100万人因此死亡。

抛开其它原因不谈,我们确实无法否认:在滥用抗生素的过程中,人类可能正在利用自己的身体培养“超级细菌”,反倒将细菌锻炼出了一副金刚不坏之身。

有媒体担心,如果耐多粘菌素细菌和同能抵抗其他抗生素的细菌一旦结合起来,演变出能够对抗所有抗生素的“超级细菌”,那攻破抗生素的最后一道防线或许只是时间问题了。

世界卫生组织助理总干事福田敬二更是不无担忧地发出声明,人类正进入“后抗生素时代”,普通病菌感染将再度成为致命因素。

大杀器渐渐失去锋芒,人类与细菌的战争愈发残酷起来。一旦细菌攻破抗生素筑起的最后一道防线,届时,人类将拿什么保护自己?

恐怖的“后抗生素时代” 


被喻为“抗生素最后一道防线”的多粘菌素早在1959年就开始使用,然而由于其毒性较大,对肾脏有损害,于20世纪七八十年代便停止用于人体,但是在畜禽饲养业中仍广泛使用。中国是多粘菌素农业使用最多的国家之一。

由于细菌对抗生素的耐药性越来越强,这名“老将”不得不又披挂上阵。“它是一种老抗生素,但它是我们所剩唯一能对抗‘超级细菌’的抗生素,”美国疾病控制和预防中心主任托马斯·弗莱登说,“我们正面临进入后抗生素时代的危险。”

虎视眈眈的耐药细菌

2007年,《世界卫生报告》将细菌耐药列为威胁人类安全的严重公共卫生问题之一。英国研究声称2050年抗生素耐药引发死亡可达每年千万!这将超过癌症的死亡人数。


英国公布的2050年抗生素耐药每年致死人数数据

而伦敦大学流行病专家奥克斯·福特教授则将这一时间表再次提前,表示未来5年,全球便将面临爆发新疫潮的威胁,主要源自于动物身上的流行疾病,或将成为影响人类生存的“末日细菌”。

奥克斯认为,随着现有抗生素的不断失效,新型免疫药物的研发进程尚慢,人畜共通病的威胁将愈发严峻,尚无十分有效的药品和疫苗可以防治。

 “我们该为在2017年至2018年感冒全球爆发作好准备。”奥克斯认为还将有超级流感或高传染性细菌,通过野生动物或禽畜感染人类。

而且,随着港口、航空、铁路等全球交通系统的逐步发达,“后抗生素时代”的细菌传播感染范围将远远超过“前抗生素时代”,细菌的控制力度也愈发困难,需要人类摒弃成见,达成高度的共识和无间的合作。

医疗风险急剧增大

近年来,一些病原体的耐药性增大,导致治疗愈发困难,医疗风险急剧增大。

比如,结核的耐药性是国际权威医学期刊《柳叶刀》和世界卫生组织(WHO)今年重点关注的对象。WHO认为,由于耐药问题,结核在近几年又进入了一次爆发期。

让医学界头疼的还有临床医疗。大量的科室在治疗过程中需要使用抗生素预防感染,从而保证病人的生命安全。在“后抗生素时代”,这些临床科室将一夜回到解放前,面临诸多医疗风险。

比如产科。女性在临产和分娩时都需要使用一定剂量的预防性抗生素,尤其是剖宫产孕妇,很容易发生产后感染。在“前抗生素时代”,产妇和新生儿死亡率比现在高很多——在英国,产妇和新生儿的现在死亡率比60多年前低了40倍;在中国,1949年之前的新生儿死亡率为20%,2008年的新生儿死亡率已经低于1.49%。

这又陷入了奇怪的“永劫回归”式的奇怪循环:不用抗生素会感染,用了抗生素可能会造成新的感染。而为了对抗新型感染,又不得不研制新型抗生素。

新型医疗发展受限

抗生素的发明不仅直接治疗了细菌感染,而且在此基础上,不少治疗手段才得以诞生。

比如,治疗烧伤等危重症患者,这些危重病人常常因感染性或非感染性因素引发病理学改变,导致出现全身炎症反应综合征,如果不使用适当剂量的抗生素,危重病人极有可能因为并发性感染死亡。

还有癌症患者,放疗和化疗在杀死癌细胞对同时对人体产生了免疫抑制,人体免疫功能极度微弱,如果不及时使用外在的有效的抗生素,患者将不堪一击,后果惨不忍睹。

然而,在“后抗生素时代”,这些患者面临的形势将更加严峻。“对他们来说,已经没有可以医治他们病的药物了,如果我们不采取紧急行动,抗生素这条路已经到了尽头。” 美国疾病控制和预防中心主任托马斯·弗莱登说。

尽管目前还没有出现对所有抗生素都有耐药性的细菌,但我们也不能天真地认为“后抗生素时代”不会到来,只有积极及时地做好应对准备,才有机会赢得这场残酷的战争。 

人类如何破解这次生命危机?



这次在美国发现的“超级细菌”带有一个MCR-1基因。正是这个基因赋予了大肠杆菌对多粘菌素的耐药性。

MCR-1基因是存在于质粒上的一段基因。2015年11月,中国科学家首次在牲畜和人身上发现了携带MCR-1基因的细菌,引起全球高度关注。

这篇研究报告发布在《柳叶刀》的子刊《柳叶刀·感染性疾病》上,这是国际上首次报道质粒介导的粘菌素耐药基因MCR-1,携带该基因的质粒通过接合作用进行传播。

对中国肉产品的检测显示,在近20%的猪肉、鸡肉和被屠宰的猪等样本中发现了MCR-1基因,甚至在1%的患者样本中发现了MCR-1基因。不仅如此,由于中国等发展中国家的菜市场中有活的畜禽买卖,携带MCR-1基因的耐药菌传播的途径更多、范围更广。

在此之后,马来西亚、欧洲、非洲、南美洲、加拿大等地均报告发现了感染携带MCR-1基因的耐多粘菌素抗药菌病例。

论文作者之一的的华农兽医学院副教授黄显会表示,耐药基因MCR-1仅仅对较低浓度的多粘菌素表现出了耐药性,而且对其他抗生素并不耐药。因此,只要适当增加多粘菌素浓度,或者换用其他抗生素,再或联合其他抗生素即可消灭携带MCR-1基因的细菌。“只有细菌对所有的药物都耐药时才是无药可救,这种情况是非常少见的。”黄显会说。

另一个主要研究者华南农业大学刘建华教授指出,MCR-1虽然在动物中的检出率相对较高,但是在病人中的检出率还是很低的。畜牧业大量使用粘菌素是多粘菌素耐药性攀升的根本原因。因此,控制或规范粘菌素在农业应用,以限制耐药菌的发展迫在眉睫。

那么,MCR-1基因是怎么在细菌中间传播的呢?

如上图所示,圆环代表耐药DNA,耐药菌和非耐药菌融合的时候,耐药DNA复制进入非耐药菌中,便得到了两株耐药菌。

根据统计,这种情况发生的概率在千分之一到十分之一之间,从传播率的角度来说这可非常高效,以至于英国国家医疗服务体系专家Mark Wilcox悲观地预测——“无药可用指日可待!”

卡迪夫大学教授Timothy Walsh也认为,MCR-1传遍全球已成定局,只是时间的问题,而且不可避免地会与其它耐药基因联合起来。

面对这一前所未有的生命危机,人类将如何破解?

尽管突破性的理论距离临床实践还有很长一段距离,但我们仍愿意乐观地相信,人类将再一次捍卫自己的生存权利。

正如《人类简史》作者尤瓦尔·赫拉利所言:“对于信奉科学的人而言,死亡绝非必然的命运,只不过是个科技问题罢了。最优秀的人才可不是浪费时间为死亡赋予意义,而是忙着研究各种与疾病及老化相关的生理、荷尔蒙和基因系统。”


延伸阅读

  老药新用:抗生素对抗超级结核

  青蒿素抗疟机制被发现,抗药性问题有望得到缓解



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