超级细菌来了?别怕!
超级细菌来了?别怕!
文/余国志 柏林自由大学博士生
最近,全世界的媒体都在讨论一个问题:超级细菌来了,怎么办啊?很多普通民众都很焦虑,那个啥药都杀不死的超级细菌,万一飘到我身上来,我这小小身板怎么扛得住?
实际上,产生抗生素和抗抗生素都是细菌们的看家本领,生存必须。须知最早的抗生素就是从霉菌和放线菌的代谢产物分离出来的,既然有细菌能够分泌抗生素来杀死竞争者,那么竞争者一定有办法来抵制这些想要杀死自己的对手。
细菌对抗生素的抗性也不是使用抗生素以后才发展出来的,它们自古就有。此前有科学家从一个400万年前形成的山洞里面分离出来一些细菌,这些细菌居然能抗14种不同的抗生素!其实在自然界细菌之间对抗的过程中,就进化出不同的抗性基因。除了特定的基因对抗生素有抗性之外,不携带抗性基因的细菌也可能对某些抗生素产生抗性。
在系统生物学时代,生物体内发生的一切时间都是“牵一发而动全身”。即使完全没有人造抗生素,大自然也是一个巨大的抗生素库,细菌的抗性就在其中不断发展和消亡。
有人问,那大自然里为什么进化不出超级细菌,这些细菌又没有把这些动植物统统杀死?上帝如此处心积虑地让所有的生物生活在一起,是需要多大的平衡能力啊!
研究抗菌肽的NO.1 Michael. A. Zasloff 在读博士时算不上是一个务正业的学生。他在做完非洲爪蟾实验的时候,在其肚子上划一条大大的口子,划了之后随手就扔到原来养蟾蜍的缸里面,没过几天他发现“严重受伤”的蟾蜍不仅没有死,而且伤口还愈合了!随后他详细研究,在其皮肤表面分离出几种抗菌物质,其中一种便是著名的抗菌肽。他发现抗菌肽救了那些受伤小蟾蜍的命。后来研究抗菌肽就成了他的主业。
那么人为什么还是会因细菌感染而死?还是那句话,体内发生的任何事情都是“牵一发而动全身”。如果说人体第一道防线抵抗细菌失败,也意味着后面几道防线的抵抗能力会迅速下降。比如,如果皮肤发炎,其抗菌肽的分泌会迅速减少直到为零。发生纤维性囊肿的肺会因为支气管表面的pH值发生细微的变化,导致抗菌肽完全失去活性。大量的细菌在无法清除的部位(如支气管)增殖,就会给免疫系统造成巨大的压力。这时就需要抗生素辅助清除细菌。
那么,抗菌肽为什么在几万年来仍然如此有效?这是一个有趣的问题,目前仍然在研究。一方面是抗菌肽可以在很短时间内就杀死细菌,时间从几秒到几分钟,而抗生素则要数十分钟才能杀死细菌。而且抗生素会使细菌产生很大的应激反应,抗菌肽则不会。此外,大部分抗生素作用于分裂的细菌,如果细菌不分裂,那么它就可以在高浓度的抗生素中幸免一死,但是抗菌肽目前还没发现这种现象。
一株对抗生素具有极高抗性的细菌,在没有抗生素的情况下,它往往要比它不抗抗生素的同伴表现得差劲得多。在不适合的情况下,它就要为它这冗余的功能付出代价,比如代谢更慢,生长更慢。如果是一个带着抗性质粒的细菌更是悲惨,它光复制它那几百个质粒就要花去很大一部分精力,如果它的同伴很快认识到这个质粒是个累赘,那么就会迅速丢掉质粒。进而那些始终带着质粒的个体很快就会被淘汰出局。
除此之外,即使某个细菌对某种抗生素抗性极高,那么有时它对某些抗生素也虚弱得不行。比如一株对四环素抗性极强的细菌,它细胞膜表面通道比不抗四环素的同胞要多的多,这也使得它面对其他抗生素时,会因吸收过多而不堪一击。那些能抵抗多种抗生素的超级细菌,其在没有抗生素的环境中其竞争能力之弱可想而知。但是一旦施加抗生素,情况立刻倒转。研究表明,在土壤中即使加入抗生素,那些高抗菌株的生存能力仍然十分弱。
如果在最后阶段机体免疫能力越来越弱,而抗生素导致的抗性种群不断增加,细菌越难杀死。这时的超级细菌将变得非常危险(即使种群很小),这时候的抗生素则是帮助其生存的重要因子。如果大量使用抗生素,最后这一公里就变成了100公里。如果合理使用抗生素,最后一公里将不存在。
因此,我们应该停止滥用抗生素,但是对于健康人来说超级细菌并不可怕。