公共卫生与预防医学

抗生素耐药性引发公共卫生危机:面对超级细菌

 

一直以来,细菌与人类共同演化。在人类与致病菌之间,有一场由来已久且不断升级的“军备竞赛”。人类用抗生素来对抗致病菌,战胜疾病;细菌则逐渐针对越来越多的抗生素发展出耐药性。随着细菌越来越快地对各种抗生素表现出耐药性,我们正面临一场难以想象的公共卫生危机。

波士顿大学霍华德·休斯医学研究所生物医学工程和国际卫生教授穆罕默德·H.扎曼在《耐药菌小史:一场抗生素与病原体之间的漫长斗争》一书中讲述了抗生素和耐药菌之间漫长斗争的历史。微生物为何以及如何成为超级细菌?人类与病原体之间的斗争为何会走到今天这一步?我们又必须做些什么来应对这场日益严重的全球健康危机?

以下内容节选自《耐药菌小史:一场抗生素与病原体之间的漫长斗争》,较原文有删节修改,小标题为编者所加,非原文所有。已获得出版社授权刊发。

《耐药菌小史:一场抗生素与病原体之间的漫长斗争》,[巴基斯坦]穆罕默德·H.扎曼著,金烨译,中信出版社2021年5月版。

抗生素耐药性跨越各个大洲、国家和文化,对我们所有人构成了威胁。詹姆斯·约翰逊是美国著名的传染病专家和抗生素耐药性专家,曾有记者问他:我们距离跌落山崖——掉入抗生素不再奏效的世界,还有多远?他的回答相当简单:“我们已经掉下山崖了。”

在此之前,早已出现类似的警告和声明。然而,无论如何,科学家使用战争时期与和平时期的发现,借助天才头脑和机缘巧合,在追求利益并展示同情心的同时,已经成功延缓了世界末日的彻底到来。但是,这次会不会不一样?面对人类与病原体的战斗,我们的好运是否已经用光了?我们还剩下多少时间?

原文作者丨[巴基斯坦]穆罕默德·H.扎曼

摘编丨安也

我们的敌人是谁?

细菌的多层防御机制是自然界最古老的创造之一

细菌的存在时间远超人类历史,大约有35亿年之久;它们的数量也比我们多,数不胜数。地球上细菌的数量比宇宙中星星的总数还要多,仅在人体内就有约40万亿。细菌生活的环境对其他生命形式来说太过恶劣:有一些细菌生活在(美国)黄石国家公园的地热喷泉内,能够忍受将近沸点的高温;还有些细菌则在北冰洋冰层下半英里(约地下800米)处蓬勃生长。

细菌刚出现时的地球和现在看上去完全不同,因此细菌演化出令人印象深刻的能力,使得自己能够克服困难并生存下去。考虑一下以下事实:细菌最初出现的时候,正是我们的星球上几乎没有氧气的时候。当一些细菌开始释放氧气时,新的细菌演化出来,它们能够更加有效地使用氧气获得优势。

它们对优势的追求(无论是留宿主一命,还是杀死宿主)从不间断,也不可避免,甚至是达尔文式的追求。面对永无止境的生存和繁殖竞争,随着时间推移,细菌演化出一套高度复杂、多层级的防御机制,与外界的威胁和侵略者斗争。这种防御机制对我们有利,因为对我们有益的细菌会产生化学物质,帮助我们的免疫系统与感染对抗。这种机制不仅存在于肠道内,还在肺部以及大脑中运行。生活在我们肠道内的上百万个细菌确保我们的消化功能正常,协助从食物中摄取营养物质。但是,“侵略者”也包括抗生素(抗生素的英文“antibiotics”来源于两个单词,意思很简单,就是“抵抗微生物”),我们设计出抗生素,靶向杀死微小但强大的生命形式——它们能够非常容易地伤害它们所定植的任何有机体。

纪录片《猎杀超级细菌》剧照。

我们可以将抗生素看作一种高度特异性武器,它靶向你身体内的致病菌,而不是其他细胞。抗生素是天然产生的,同时科学家也已进一步改良了这些“精密武器”,改良过程秉持着两大目标:一是杀死有害细菌,二是阻止它们自我复制。实现其中任何一个目标,已经被有害细菌感染、罹患致命疾病的患者都有了更好的存活机会。

现在想想不断演化的细菌防御机制,它威胁着当今疗效最好的抗生素的使用前景。细菌最外层有一套防御系统——细胞壁,其功能好比重重戒备的城堡的城墙。在它后面有另一层墙壁,被称为内膜。就像对着城堡严阵以待的军队那样,意图杀死细菌的抗生素可以试图在防御性细胞壁和内膜上开洞,展开大规模的正面攻击。有些抗生素可以阻止细菌建造完整的细胞壁。如果它无法破坏“墙壁”,或者无法阻止细菌建造细胞壁,抗生素就会选择趁细菌不注意,潜行进入细菌内部深处。