抗生素耐药性,数百万年的历史问题!
我们如何通过解码抗生素的进化史来对抗抗生素耐药性?
抗生素使用的增加刺激了抗生素耐药病原体的进化。但抗生素耐药性不是一个新现象:它已经持续了数百万年。

2012年,一组微生物科学家对耐抗生素细菌的起源感到好奇,决定从现代美国新墨西哥州的一个深沉的古老地下洞穴系统的墙壁上采集样本。
Lechuguilla洞穴的迷宫般的建筑群绵延200多公里,其中大部分被称为耶茨组的不透水岩石层从地上密封。因此,它是狩猎不受现代世界伤害的微生物的完美场所。
他们发现既令人震惊又令人毛骨悚然微生物样,洞穴样本的微生物群中含有对目前市场上至少14种不同抗生素有抗药性的细菌,尽管它们已被分离了400多万年。
鉴于抗生素在1928年亚历山大·弗莱明培养青霉菌后首次在临床上使用,抗生素耐药性通常被认为是一个现代的问题——毫无疑问,我们使用和滥用这些神奇分子造成了一个巨大的且日益严重的问题。
《柳叶刀》最近报告的一项研究表明,2019年有120多万人直接死于抗生素耐药性。据估计,如果不采取任何措施,到2050年,每年的死亡人数可能会达到1000万人(相比之下,每年约有800万人死于癌症)。世界卫生组织将抗生素耐药性确定为对全球健康的最大威胁之一。
墨尔本大学生物化学和药理学副教授Tony Velkov表示,没有足够关注从自然界那里找到答案;更具体地说,是那些在动态环境中制造自己的天然抗生素的生物。
今天临床上使用的大多数抗生素药物都来自土壤中微生物产生的天然抗生素,用这些抗生素攻击敌对微生物。
事实上,弗莱明发现青霉菌的抗菌特性完全是偶然的。
Velkov对抗生素在自然界中的作用特别着迷,他工作的很大一部分是研究一种名为Paenibacillus polymyxa的有害小土壤微生物,这种微生物能够通过生产多粘菌素来杀死进入其领土的革兰氏阴性细菌,多霉素是一种特别具有攻击性的抗生素。
“当你真的病得很重时,医院才会使用多霉素,因为它非常有毒”。因此,它通常是一种万不得已的药物,这意味着它没有像其它更常见的抗生素那样有那么多机会来触发病原体中抗生素耐药性状的进化。
尽管如此,在亚洲、非洲、欧洲、北美和南美以及大洋洲的细菌中发现了多粘菌素耐药基因。如果多粘菌素的力量被这些耐药性病原体篡夺,它可能会给患有耐药细菌感染的人带来灾难。
因此,Velkov正试图通过模仿土壤细菌战斗来学习如何创造新的多粘菌素。
“这种细菌,即人类病原体,经常反击分泌物来杀死产生抗生素的微生物”。
所有这些基于实验室的细菌博弈场面如何转化为现实世界的阻力问题?
根据Velkov的说法,在医学上,人类主要专注于一次生产一种抗生素。但他说,在“野性”中,微生物通常会在战斗中产生一大堆微妙不同的物质。
在Velkov的研究实验室里,他发现了许多新的多粘菌素,包括一种正在临床开发的多粘菌素。
那么,通过在实验室中进行这些实验,我们能否完全避免抗生素耐药性?
答案是“你永远也不可能让它消失”,因为“这种情况已经持续了数百万年”。
但希望通过学习这些微生物在自然界中的行为,我们至少可以努力跟上时代的步伐。
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