抗生素耐药性是一个现实——以下是阻止它的方法

本文构成 Science-News.dev 2023 年令人兴奋的编辑日历的一部分。

抗生素耐药性感染呈上升趋势，并毁掉了 20 世纪一些最重要的医学成就。每个人都可以在反击中发挥作用，但我们该怎么做呢？

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抗生素可能代表了现代医学的最伟大成就。在整个 20 世纪，这一类重要的药物提供了针对先前致命感染的保护，并改变了治疗格局。 

然而，抗生素耐药细菌的崛起现在威胁着它们的霸主地位，并代表着未来的严峻医疗挑战。为了了解我们如何对抗新兴的超级细菌，我们需要了解抗生素是如何首次发现的以及它们的滥用如何导致我们目前的情况。

抗生素的诞生和感染的终结（？）

几千年来，人类一直在用各种植物提取物和霉菌治疗感染。例如，公元前 1550 年的埃及埃伯斯纸莎草解释了如何使用发霉的面包和土壤来治疗伤口。同样，中国、希腊和塞尔维亚的其他古代民族也使用发霉的面包。但是，尽管这些较旧的技术可能对某些用户有好处，但健康恢复还远未得到保证。直到 20 世纪头十年，情况才发生了变化。 

在世纪之交，保罗·埃利希 (Paul Ehrlich) 博士开发出了第一种现代抗生素，即阿芬那明 (arsphenamine) 或萨尔瓦散 (Salvarsan)，用于治疗梅毒（他还创造了“化疗”一词）。在此之前，梅毒是通过使用汞和铋等有毒金属来治疗的，因此砷凡纳明功效的发现代表了埃利希一直在寻找的难以捉摸的“灵丹妙药”。 

然而，这种特殊物质的使用并不令人愉快，并且仍然经常与其他重金属结合使用。因此，研究人员在 20 世纪 30 年代继续尝试不同形式的梅毒，当时他们发现了活性化合物 oxophenarsine（以 Mapharsen® 销售），直到 1940 年代末，它才成为梅毒的标准治疗方法。

抗生素历史上最重大的发展发生在 20 年代末。讽刺的是，如此重要的事情却是一场事故的结果。 

1928 年，亚历山大·弗莱明 (Alexander Fleming) 博士度假归来，发现装有葡萄球菌的培养皿因未正确密封而被霉菌感染。然而，当他注意到霉菌周围有一些细菌无法生长的斑块时，灾难就避免了。他很快意识到霉菌会产生一种化学物质作为杀死细菌的自卫机制。弗莱明将这种物质命名为青霉素。 

弗莱明于 1929 年发表了他的发现，但他无法独自纯化该化合物。在接下来的十年里，弗莱明和英国和美国的许多其他人试图分离青霉素用于治疗用途。弗莱明非常渴望分离出这种化合物，他甚至将菌株的样本发送给任何有需要的人。 

20 世纪 40 年代初，他正要放弃，当时由霍华德·弗洛里 (Howard Florey) 和恩斯特·钱恩 (Ernst Chain) 领导的牛津大学研究小组发表了一篇论文，描述了纯化和浓缩青霉素的过程。尽管这个早期过程只产生了微量的珍贵化合物，但这仍然是一个开始。到了 1945 年，情况发生了变化。青霉素正在大规模生产并分发到世界各地，特别是对于在第二次世界大战中作战的士兵。 

这些发展带来了抗生素的黄金时代，从 20 世纪 40 年代末到 1960 年间，人们发现了更多与青霉素一起对抗感染的药物。在这么短的时间内，我们今天常用的药物中约有一半被发现并商业化。其中包括最初于 1943 年发现的链霉素、四环素和红霉素等。 

此时，人们对抗生素功效的信心如此强烈，以至于一位著名医生据称宣布传染病的终结。尽管这些说法是杜撰的，但它们仍然凸显了人们对抗生素对抗疾病的力量的热情和乐观。唉，他们错了。 

黄金时代的结束

抗生素在战胜感染方面的成功最终是其垮台的关键。这些药物对人类的使用以及对动物的非治疗用途（作为生长促进剂）的增加最终导致了抗菌病原体的增加。不幸的是，与这些顽固微生物的战斗仍在继续——我们不一定会获胜。 

细菌数量极其众多，并且会经历快速自然发生的随机突变，从而使它们产生遗传适应。通过基本的突变和自然选择，它们可以对通常会杀死它们的物质产生防御能力。然而，随着抗生素的过度和滥用，这些微生物的突变和适应加速了。他们使用多种机制来实现这一目标。

当细菌接触抗生素时，较弱的生物体就会死亡，这使得幸存者将任何抵抗力传递给后代。但细菌也可以在其他细菌之间交换部分遗传物质（称为遗传转导）。这是微生物进化的主要驱动力，但它也是一种细菌将耐药性特征传递给其他细菌的一种手段。 

当您考虑到细菌可以快速繁殖时，这一点尤其令人担忧。在某些情况下，它们的数量可以在短短 20 分钟内增加一倍。 

除了细菌对抗生素产生耐药性的能力之外，开发新的治疗方法也是一个问题。我们现有的几乎所有抗生素都是在最初的黄金时代开发的。因此，我们的工具包已经过时，而且越来越过时，并且没有开发新的替代品。这就是耐药菌株如此严重的原因。 

我们该如何反击？

为了应对这一威胁，科学家们正在探索一系列新的治疗方案。一个例子是使用群体淬灭，这是一种破坏细菌通讯能力的技术（这一过程称为群体感应）。通过破坏细菌协调群体行为和毒力因子产生的能力，微生物的危害性降低，并且更容易受到传统抗生素的影响。 

另一种方法包括使用噬菌体（或噬菌体），即感染细菌的病毒，来对抗耐药菌株，即所谓的噬菌体疗法。这种方法已经存在了近一个世纪，但现在正受到更加认真的对待。 

然后是免疫疗法，它已经彻底改变了癌症治疗。在这种方法中，白细胞被去除或重新编程以对抗癌症，这种方法可以在不抑制患者免疫系统的情况下对抗疾病，就像化疗一样。如果应用于感染治疗，同样的技术可以通过仅在感染持续时间内针对感染部位来减缓抗生素耐药性的发展。这使得微生物产生耐药性的时间更短。 

这些只是未来可能出现的潜在治疗方案的几个例子，但它们不应掩盖我们所有人现在可以完成的工作。 

需要明确的是，对抗抗生素耐药性感染的斗争不仅限于实验室里的科学家。我们每个人都可以在如何应对疾病方面发挥作用，世界卫生组织 (WHO) 已创建资源来解释如何应对。 

我们可以帮助反击的方法之一是避免不必要地使用抗生素。与人们有时认为的相反，这些强效药物对感冒和其他病毒感染毫无用处。如果您服用针对病毒的抗生素，那么您就为细菌提供了产生耐药性的机会。因此，您既不应寻求针对这些疾病的抗生素，也不应迫使您的医疗保健提供者为您提供抗生素。 

如果您服用抗生素，那么遵循卫生工作者的建议并确保完成整个疗程对您来说很重要。当您感觉好转时放弃用药可能意味着您的系统中仍然有细菌，这些细菌可以产生耐药性，然后再次繁殖。 

出于同样的原因，避免服用别人的处方或用完他们的备用品。 

最后，预防是最好的治疗方式。确保定期洗手，尤其是在准备食物时，并避免与病人接触。实行安全性行为也很重要，因为性传播感染是一些耐药性更强的细菌菌株之一。

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