抗生素可能代表了现代医学最伟大的成就。20 世纪日世纪,这类至关重要的药物提供了对以前致命的感染的保护并改变了治疗前景。
然而,抗生素耐药性细菌的出现威胁到了它们的霸主地位,也代表着未来医疗保健面临的重大挑战。要了解如何才能对抗新出现的超级细菌,我们需要了解抗生素是如何被发现的,以及抗生素的滥用是如何导致我们目前的处境的。
抗生素的曙光和感染的终结(?)
数千年来,人类一直使用各种植物提取物和霉菌治疗感染。例如,埃及埃伯斯纸莎草书公元前 1550 年,解释了如何使用发霉的面包和土壤来治疗伤口。同样,其他人也使用发霉的面包古代民族在中国、希腊和塞尔维亚。虽然这些较旧的技术可能对某些使用者有益,但健康恢复远未得到保证。直到 20 世纪的第一个十年日世纪发生了变化。
在世纪之交,保罗·埃利希博士,发明了第一种现代抗生素,即砷凡纳明,又称洒尔凡散,用于治疗梅毒(他还创造了“化疗”一词)。在此之前,梅毒传统的癌症治疗需要使用汞和铋等有毒金属,因此,砷凡纳明的有效性的发现代表了埃尔利希一直在寻找的难以捉摸的“灵丹妙药”。
然而,这种物质的使用令人不快,而且仍经常与其他重金属一起使用。因此,研究人员一直到 20 世纪 30 年代还在继续尝试不同形式的这种物质,直到他们发现了活性化合物氧苯胂(以 Mapharsen® 为商品名),这种物质直到 20 世纪 40 年代末才成为治疗梅毒的标准药物。
抗生素史上最重要的进展发生在 20 世纪 20 年代末。如此重要的事情却源于一次意外,颇具讽刺意味。
1928 年,亚历山大·弗莱明博士度假归来,发现一个培养皿里葡萄球菌细菌被感染模具因为他没有正确密封。然而,当他注意到霉菌周围有细菌无法生长的地方时,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自我防御机制,杀死细菌。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,但他无法独自纯化这种化合物。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。弗莱明非常渴望分离这种化合物,他甚至发送向任何提出要求的人提供该菌株的样本。
20 世纪 40 年代初,他正准备放弃,这时牛津大学的一组研究人员,由霍华德·弗洛里和恩斯特·钱恩发表了一篇论文,描述了一种纯化和浓缩青霉素的方法。尽管这种早期方法只能产生微量的珍贵化合物,但它仍然是一个开始。到 1945 年,情况发生了变化;青霉素开始大规模生产并销往世界各地,尤其是二战期间参战的士兵。
这些发展带来了抗生素的黄金时代。在 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。在这段短暂的时间里,大约一半我们今天常用的药物都是被发现和商业化的。它们包括链霉素,最初发现于 1943 年,以及四环素和红霉素, 这仅仅是列举的一小部分。
当时,人们对抗生素的功效信心十足,以至于一位著名的医生据称宣告传染病的终结。尽管这些说法是杜撰的,但它们仍然凸显了人们对抗生素抗击疾病的热情和乐观。可惜,他们错了。
黄金时代的终结
抗生素在抗击感染方面的成功最终导致了其衰落。这些药物在人类身上的使用增加以及在动物身上的非治疗用途(作为生长促进剂)最终导致了抗生素耐药病原体的出现。不幸的是,与这些顽强微生物的战斗仍在继续——而且我们不一定能获胜。
细菌数量极其庞大,它们会经历快速的自然随机突变,从而获得遗传适应性。通过基本突变和自然选择,它们可以对通常会杀死它们的物质产生防御能力。然而,随着抗生素的过度使用和滥用,这些微生物的突变和适应性加速了。它们使用多种机制来实现这一点。
当细菌接触抗生素时,较弱的生物体会死亡,而幸存者会将任何抗药性传给后代。但细菌也可以交换在其他细菌之间传递部分遗传物质(称为遗传转导)。这是微生物进化的主要驱动力,但也是一类细菌将抗性特征传递给其他细菌的一种手段。
考虑到细菌可以快速繁殖,这一点尤其令人担忧。在某些情况下,它们可以双倍的只需 20 分钟即可完成。
除了细菌对抗生素产生耐药性的能力外,还有开发新疗法的问题。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,而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法。其中一个例子是使用群体猝灭这是一种破坏细菌通讯能力(称为群体感应的过程)的技术。通过干扰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攻击。
另一种方法是使用噬菌体(或噬菌体),即感染细菌的病毒,来对抗所谓的噬菌体疗法这种方法已经存在了近一个世纪,但现在被更多地采用严重地。
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,白细胞被移除或重新编程以对抗癌症,这种方法可以对抗疾病,而不会像化疗那样抑制患者的免疫系统。如果应用于感染治疗,同样的技术可以通过在感染期间仅针对感染部位来减缓抗生素耐药性的产生。这减少了微生物产生耐药性的时间。
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现在可以做的工作。
需要明确的是,抗击抗生素耐药性感染的斗争并不局限于实验室里的科学家。我们每个人都可以在如何治疗疾病和世界卫生组织(世界卫生组织)已经创建了资源来解释如何做到这一点。
我们可以帮助抗击病毒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无效。如果你被开具抗生素来治疗病毒,那么你就给了细菌产生耐药性的机会。因此,你既不应该寻求抗生素来治疗这些疾病,也不应该向你的医疗保健提供者施压,让他们给你开抗生素。
如果您被开了抗生素,那么听从医护人员的建议并确保完成整个疗程非常重要。感觉好些后放弃用药可能意味着您的系统中仍有细菌,这些细菌可能会产生耐药性并再次繁殖。
出于同样的原因,避免服用他人的处方药或吃掉他们的备用药。
最后,预防是最好的治疗方式。确保经常洗手,特别是在准备食物时,避免与病人接触。安全性行为也很重要,因为性传播感染是一些较耐药的细菌菌株之一。
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