自然界(非臨床環(huán)境)中本來就存在大量的“天然耐藥基因”，而人類對(duì)抗生素的濫用如同“篩選壓力”，選擇并進(jìn)化這些整合有“耐藥基因”的病菌，使得后者最終成為人類的噩夢(mèng)——臨床上的“耐藥菌”。
2004年耐藥、高致病性的難辨梭狀菌在北美和西歐流行。僅在加拿大魁北克一地的爆發(fā)就造成7000名重癥患者和1300人的死亡。
萬(wàn)古霉素曾被譽(yù)為抗生素的最后一道防線，當(dāng)這道防線失守后，人們開始廣泛使用碳青霉烯抗生素。如今攜帶NDM-1基因的耐藥菌開始流行，表明在抗生素研發(fā)與微生物變異之間的賽跑上，后者再次取得了勝利。這或許是人類噩夢(mèng)的開始。
就在WHO宣布甲型H1N1流感疫情進(jìn)入尾聲的幾天后，人們又聽到了所謂的“末日細(xì)菌”的壞消息。
在印度等南亞國(guó)家出現(xiàn)的 “超級(jí)病菌”NDM-1，目前已經(jīng)蔓延到歐美多個(gè)國(guó)家。這一新型的耐藥菌與以往的耐藥菌如甲氧西林耐藥菌(MRSA)有很大的不同，它其實(shí)并不是一種細(xì)菌，而是一種由特殊的耐藥基因編碼的酶，因此它的出現(xiàn)引起了科學(xué)界的高度關(guān)注，更有媒體以《超級(jí)病毒NDM1不怕抗生素，末日細(xì)菌恐全球散播》為題進(jìn)行聳人聽聞的報(bào)道。
“百毒不侵”的機(jī)制
8月11日的《柳葉刀》雜志發(fā)表題為“印度、巴基斯坦、英國(guó)發(fā)現(xiàn)新的病原菌耐藥機(jī)制”的論文，文章對(duì)這一新發(fā)現(xiàn)的耐藥基因進(jìn)行了分子生物學(xué)、生物學(xué)、流行病學(xué)等方面的研究。科學(xué)家將它命名為新德里-金屬β-內(nèi)酰胺酶基因(New Delhi Metalo-1)，簡(jiǎn)稱NDM-1。研究發(fā)現(xiàn)：由NDM-1編碼的酶能夠分解碳青霉烯抗生素，而后者是目前抗感染治療中抗菌譜最廣、抗菌活性最強(qiáng)的一類抗生素，廣泛應(yīng)用于重癥感染患者的治療。
研究還發(fā)現(xiàn)，NDM-1廣泛存在于印度和巴基斯坦的病例中。攜帶有該耐藥基因的大腸桿菌和肺炎克雷伯菌，對(duì)目前的絕大多數(shù)抗生素都具有耐藥性。更為嚴(yán)重的是，初步判斷NDM-1基因存在于細(xì)菌的質(zhì)粒上，能夠在微生物中自由傳播。
根據(jù)英國(guó)健康保護(hù)署的數(shù)據(jù)，2007年在英國(guó)境內(nèi)發(fā)現(xiàn)的“抗碳青霉烯抗生素”病例有7人，到2008年上升至20人，2009年則超過了40人。而且導(dǎo)致病菌抗性的NDM-1基因也呈現(xiàn)出多樣性。此次發(fā)現(xiàn)的NDM-1不同于以往的三種抗藥基因。它在臨床上引起的感染病例2008年為4人，2009年上升至18人。
由于這種耐藥菌對(duì)絕大部分抗生素具有耐藥性，加之NDM-1基因能借助質(zhì)粒在微生物間發(fā)生“水平基因轉(zhuǎn)移”，因此論文指出，NDM-1病菌在全球大規(guī)模蔓延的潛在危險(xiǎn)“明確而令人恐懼”。原因在于，航空旅行、全球化和人口流動(dòng)都為NDM-1在國(guó)家和大陸之間迅速蔓延提供了機(jī)會(huì)，而大多數(shù)國(guó)家還沒有引起警惕。有報(bào)道稱，目前全球已有170人被感染。英國(guó)健康保護(hù)署對(duì)此發(fā)出了“三級(jí)國(guó)家預(yù)警”。
由于這種基因以“新德里”命名，因此引起了印度方面的質(zhì)疑。加之《柳葉刀》刊出的文章注明，該研究受制藥公司(惠氏)的資助，而惠氏公司在抗感染領(lǐng)域的主打產(chǎn)品替加環(huán)素，又恰是僅有的對(duì)NDM-1病菌有效的兩種抗生素之一，因此有人懷疑此新聞背后的推手是制藥企業(yè)。
帶有 NDM-1的耐藥菌，多為大腸桿菌或者肺炎桿菌，屬于革蘭氏陰性菌，對(duì)絕大多數(shù)常用抗生素耐藥，其中包括頭孢類、碳?xì)涿瓜╊?、氨基糖苷類等。作為抗生素最后一道防線的萬(wàn)古霉素，可用于耐藥性的革蘭氏陽(yáng)性菌，但對(duì)于革蘭氏陰性菌則不具活性。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的耐藥菌屬于革蘭氏陰性菌。革蘭氏陰性菌本身就對(duì)抗生素存在多種耐藥機(jī)制。它既具有不能滲透抗生素的物理屏障，也可以通過“外排系統(tǒng)”泵出胞內(nèi)抗生素。此外，抗生素結(jié)合的靶點(diǎn)還易發(fā)生變異，還能夠產(chǎn)生分解抗生素的特異性酶。NDM-1病菌耐藥的原理就屬于后者。正是革蘭氏陰性菌的多重耐藥機(jī)制，使它在臨床上逐漸成為“百毒不侵”的超級(jí)耐藥菌。
自然界中的耐藥基因
抗生素與耐藥性如同“矛和盾”的關(guān)系，抗生素殺死微生物，耐藥性又可以使微生物“免疫”抗生素。那么，導(dǎo)致這些耐藥性的抗性基因到底從而何來呢?
最近兩年，《科學(xué)》雜志和《自然》雜志均發(fā)表文章對(duì)此進(jìn)行了論述。文章的觀點(diǎn)是，在自然界中存在著廣泛的耐藥基因。如產(chǎn)生抗生素的真菌、放線菌，其抗生素合成基因簇中本身就含有“耐藥基因”。在這些抗生素產(chǎn)生菌周圍環(huán)境中生活的微生物，為了生存也會(huì)進(jìn)化出“耐藥基因”。動(dòng)物活動(dòng)、人類遷移、物理因素都能促使這些抗藥基因的傳播。而目前醫(yī)療、畜牧等行業(yè)中抗生素的廣泛使用，以及生態(tài)環(huán)境中毒性物質(zhì)的存在，又作為“篩選壓力”，不斷選擇并進(jìn)化了這些耐藥菌。
如同抗生素來源于自然界的放線菌和真菌一樣，目前絕大多數(shù)的耐藥菌體內(nèi)的“耐藥基因”也是來源于自然環(huán)境中。微生物產(chǎn)生抗生素的最初目的是，為了抵御環(huán)境中的天敵或競(jìng)爭(zhēng)者，而它自己是對(duì)抗生素的毒性“免疫”的。這是因?yàn)?，編碼抗生素的基因簇本身往往就含有“耐藥基因”。
此外，最近的研究表明，很多不產(chǎn)抗生素的微生物體內(nèi)也存在“耐藥基因”，這些耐藥基因在細(xì)胞內(nèi)主要起到代謝調(diào)控、信號(hào)傳遞的作用。
自然界中廣泛存在耐藥基因這一事實(shí)也促成了對(duì)“微生物耐藥性”研究方法的改變。以前人們使用“藥敏試驗(yàn)”來判定微生物是否對(duì)某一種抗生素具有耐藥性。而現(xiàn)在，更傾向于采用PCR技術(shù)和分子雜交等技術(shù)，通量檢測(cè)病原菌DNA中是否含有可能的“耐藥基因”，這種技術(shù)為臨床用藥提供了更科學(xué)的指導(dǎo)。
細(xì)菌的反擊
在非臨床環(huán)境中廣泛存在著耐藥基因，這是造成如今耐藥菌泛濫的內(nèi)因。而臨床上的抗生素濫用，以及環(huán)境中的抗生素污染，則是造成耐藥菌泛濫的外因。
實(shí)際上，自從上世紀(jì)第二次世界大戰(zhàn)期間，隨著抗生素開始應(yīng)用于臨床治療，以及新型抗生素不斷問世，其相應(yīng)的耐藥菌也就不斷出現(xiàn)。
2008年《科學(xué)》雜志在“細(xì)菌的反擊”一文中曾這樣描述：1943年青霉素大規(guī)模使用，1945年院內(nèi)感染的20%金黃色葡球菌對(duì)其產(chǎn)生抗性;1947年鏈霉菌素上市，同年該藥耐藥菌出現(xiàn);1952年四環(huán)菌素上市，1956年其耐藥菌出現(xiàn);1959年甲氧西林上市，1961年其耐藥菌出現(xiàn);1964年頭孢噻吩上市，1966年其耐藥菌出現(xiàn);1967年慶大霉素上市，1970年其耐藥菌出現(xiàn);1981年頭孢噻肟上市，1983年其耐藥菌出現(xiàn);1996年，發(fā)現(xiàn)萬(wàn)古霉素耐藥菌;2001年利奈唑胺上市，2002年其耐藥菌出現(xiàn)。此后數(shù)年里，僅有達(dá)托霉素等寥寥數(shù)種新型抗生素問世。
萬(wàn)古霉素曾被譽(yù)為抗感染治療領(lǐng)域的“抗生素最后一道防線”，但是，當(dāng)臨床上面臨越來越多的萬(wàn)古霉素耐藥菌(VRSA)和甲氧西林耐藥菌(MRSA)后，人們開始廣泛使用碳青霉烯抗生素，如亞胺培南、美洛培南等。如今攜帶NDM-1基因的耐藥菌開始流行，再次證明，在抗生素研發(fā)與微生物變異之間的賽跑上，后者再次取得了勝利。這或許是人類噩夢(mèng)的開始。
目前臨床上大量使用廣譜抗生素和抗生素的二類、三類用藥，將人類菌群中少量的耐藥菌被篩選出來，并在病理組織上形成致病的優(yōu)勢(shì)菌菌群?！读~刀》雜志2008年曾刊出通訊指出，我國(guó)醫(yī)院內(nèi)感染的致病菌有40%為耐藥菌。耐藥菌的增長(zhǎng)率達(dá)26%，居世界首位。這在很大程度上是因?yàn)榭股厥褂玫牟缓侠?。?jù)報(bào)道，在我國(guó)75%的季節(jié)性流感，被醫(yī)生誤用抗生素治療。
此外，畜牧業(yè)、漁業(yè)中廣泛使用阿莫新林、紅霉素等抗生素用于動(dòng)物的疾病預(yù)防。這些臨床用藥在非臨床環(huán)境中使用，造成了環(huán)境中的耐藥菌在臨床上也無藥可醫(yī)。
弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素后，人類曾以為找到對(duì)付病原菌的利器。但是，隨著耐藥菌的不斷出現(xiàn)，有人甚至悲觀地認(rèn)為，抗生素時(shí)代終究會(huì)被耐藥菌的出現(xiàn)所終結(jié)。地球上微生物的種類大于其他所有的物種數(shù)目之和，而人類自身攜帶的細(xì)菌數(shù)目，又遠(yuǎn)超過其所有的細(xì)胞。生物學(xué)家不禁感嘆：人類可能只是外來生物，而微生物才是地球的主人。
新藥研發(fā)后繼乏力
造成目前病原菌肆虐的另一個(gè)原因是，新型抗生素研發(fā)的滯后。近十年許多制藥公司開始不再關(guān)注抗感染用藥的研發(fā)。前十五強(qiáng)的制藥公司只有少數(shù)的葛蘭素史克、輝瑞、默克、諾華、阿斯利康等五家還在致力于抗生素的研究。這很大程度是源于，目前抗生素市場(chǎng)的低利潤(rùn)。一種具有抑菌活性的化學(xué)實(shí)體藥的研發(fā)往往歷時(shí)十余年，耗資過億元。而上市不足數(shù)年，臨床上就會(huì)出現(xiàn)耐藥菌。此外，抗感染藥物用藥療程多為數(shù)周。其市場(chǎng)容量遠(yuǎn)低于治療高血壓等慢性疾病的藥物。
所以，近十年已經(jīng)上市或正在臨床評(píng)價(jià)的新型抗生素只有利奈唑烷(linezolid， 輝瑞)、達(dá)托霉素(Daptomycin，阿斯利康)、達(dá)巴萬(wàn)星(Dalbavancin，輝瑞)、奧利萬(wàn)星(Oritavancin，禮來)、替加環(huán)素(Tigecycline，惠氏)。
抗生素的抑菌活性及耐藥性產(chǎn)生，與其構(gòu)效(結(jié)構(gòu)—藥效)關(guān)系十分密切。同為“新藥”的抗生素，已有結(jié)構(gòu)類別的衍生物相對(duì)于全新結(jié)構(gòu)類別的抗生素，在臨床上是更容易出現(xiàn)耐藥菌，甚至交叉耐藥菌的。
而在以上新藥中，具有新型結(jié)構(gòu)類別的抗生素只有利奈唑烷和達(dá)托霉素。其他抗生素的類似物和抗菌機(jī)制早在數(shù)十年前就已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)。甚至，近四十年新型結(jié)構(gòu)類別的抗生素，也只有利奈唑烷代表的利奈烷酮類和達(dá)托霉素代表的環(huán)脂肽類抗生素。
2000年上市的利奈唑烷是用化學(xué)合成法生產(chǎn)，但是上市僅兩年就發(fā)現(xiàn)其交叉耐藥菌。2003年上市的達(dá)托霉素，采用微生物發(fā)酵法生產(chǎn)，目前尚無交叉耐藥菌出現(xiàn)的報(bào)道。
雖然“NDM-1病菌十年內(nèi)無藥可醫(yī)”的說法有些言之過甚，但是面對(duì)日益嚴(yán)重的耐藥菌問題，臨床上少有長(zhǎng)期的特效藥。這也凸顯了新結(jié)構(gòu)類別抗生素研發(fā)的不足。
在目前缺乏新結(jié)構(gòu)、新靶點(diǎn)抗生素的現(xiàn)狀下，合理用藥和隔離治療是抵御耐藥菌最為有效的策略。減少?gòu)V譜抗生素的使用，縮短抗生素使用療程，都可以減少耐藥菌的產(chǎn)生。另外，面對(duì)感染患者實(shí)行預(yù)防原則，有條件的進(jìn)行隔離治療，可以避免醫(yī)院內(nèi)耐藥菌的交叉感染。在芬蘭等國(guó)對(duì)感染患者實(shí)行“感染控制程序”，即住院病人進(jìn)行定期耐藥菌檢測(cè)，并實(shí)施隔離治療。因此，這些國(guó)家的MRSA的發(fā)生率顯著低于其他國(guó)家。
