超級耐藥菌已經出現(xiàn),如果不盡快研制新型抗生素,那么在這場與病菌的戰(zhàn)斗中,最終的失敗者將是人類。
耐藥菌的產生
健康人感染病菌后無法治愈,這似乎是抗生素誕生前的事,卻在21世紀初真實“再現(xiàn)”了。2007年,據世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,每年全球有數百萬人感染耐藥性金黃色葡萄球菌,其中約30%的人最終會不治身亡——這比艾滋病毒的致死率還高。
從一種抗生素投入臨床使用的那一刻起,它的療效就開始走下坡路。導致這種現(xiàn)象的根本原因是自然選擇:當我們使用某種抗生素時,就會人為創(chuàng)造一種環(huán)境——只有對這種抗生素具有耐藥性的病菌才能存活,其他病菌則走向死亡。
2002年,科學家在醫(yī)院中發(fā)現(xiàn)了 “耐萬古霉素金黃色葡萄球菌”。它們擁有一個耐萬古霉素的 “基因盒”,它們可以改變萬古霉素在病菌細胞壁上的作用位點,使萬古霉素無法與相應位點結合,讓作為醫(yī)生手里“最后一張王牌”的萬古霉素,徹底失效。
改變抗生素的作用位點,是病菌逃避藥物攻擊的三大策略之一;另一種策略是利用耐藥基因編碼一種酶,對抗生素進行破壞或化學修飾,限制藥效的發(fā)揮。最后一種策略是由耐藥基因編碼一個“泵”,安置在細胞膜上,將進入細菌細胞的抗生素排出,使抗生素濃度低于致死劑量。
改造抗生素
改造抗生素利用化學方法和基因技術,科學家可以改造天然抗生素,改變它在病菌上的作用位點,部分解決細菌耐藥性問題。
目前,開發(fā)新型抗生素的方法有兩種:修飾已有抗生素或者合成全新類型。對細菌合成的抗生素進行化學修飾后,研究人員就能得到“半合成”抗生素,它在病菌上的作用位點與天然抗生素一致,但部分結構有所改動。最近,科學家開始利用這種方法改造四環(huán)素類抗生素。研究人員合成出一種經過化學修飾的四環(huán)素,名為替加環(huán)素,能避免被病菌安置的藥物泵排除出細胞。
盡管修飾現(xiàn)有抗生素是一個不錯的選擇,并已取得了不少成果,但研究人員還是渴望開發(fā)全新品種,因為面對新型抗生素。病菌不大可能在短時間內產生耐藥性。而這正是現(xiàn)有的數代抗生素都無法打破的“魔咒”。
定向殺滅病菌
抗生素在消滅病原體的同時,很多寄宿在腸道內的有益共生菌也會遭殃。有時,殺滅胃腸道的微生物群反而會為有害細菌的入侵、繁殖提供方便,引起繼發(fā)性感染。一些科學家據此提出了一種抗感染方法:給病人服用有益微生物或促進人體共生細菌生長的藥物,讓有益微生物或共生菌去對抗病原體。但并沒有報道證實,該方法能有效治療現(xiàn)有感染性疾病。
不過,這種認識催生了一種新的抗菌思路:開發(fā)定向藥物,專殺致病細菌,而不影響正常菌群。美國的一個研究小組發(fā)現(xiàn),一種藥物可以阻斷金黃色葡萄球菌內一種色素分子的合成——這種分子對于金黃色葡萄球菌的致病性非常關鍵,受到藥物影響后,金黃色葡萄球菌失去致病能力,卻不會被殺滅。
削弱病菌致病力方法的一個好處是,可以避免耐藥菌的產生。如果藥物不會殺死細菌,“自然選擇”就不會偏愛耐藥菌。同樣,定向抗菌的關鍵就是要找到一些特殊的 “細胞組件”作為藥物靶標。它們是某種病原體獨有的或必不可少的,而在其他細菌中卻不是必不可少的。這樣一來,即使該病原體逐漸產生耐藥性,也無法在細菌間傳播。(據《環(huán)球科學》王明貴/譯)