如果我告诉你,你周围有数以万亿计的细菌,你会怎么想?
这是真的。
细菌这种微生物,是地球上最初出现的
几种生命形态之一。
尽管只由一个细胞构成,
细菌的生物量要比地球上全部植物和动物加起来还要多。
而且它们几乎无处不在:
地上、水里、你家厨房的台子上、你的皮肤上,
甚至你的体内。
但是,不要惊慌。
尽管你体内的细菌数量要比你身体的细胞的数量多十倍,
很多细菌是无害的,
甚至是有益的,有些细菌帮助消化食物,有些可增加免疫力。
但也有些有害细菌会引起感染,
轻则造成身体不适,重则引起致命的流行病。
幸运的是,人类已发明了神奇的药物来抗击细菌感染。
这种药物即抗生素,它由化学物质人工合成,或在霉菌中自然形成。
这些抗生素通过干扰细菌细胞壁合成,
或介入像蛋白质合成等重要的生理活动来抑制或杀灭细菌,
抗生素在发挥作用时不会对身体细胞产生伤害。
20世纪抗生素的使用
使以前被看作是致命的疾病得以轻松治愈。
但今天,越来越多的抗生素
逐渐失效。
哪里出问题了?
抗生素的失效与其本身无关,而是与其“抗击”的细菌有关,
其中的奥妙来自达尔文自然选择学说。
同其他生物体类似,单个细菌会有随机的基因突变。
很多这样的基因突变对生物体自身是有害或无效的,
但时有发生的是,基因突变会为其带来
生存的优势。
对单个细菌而言,使其对特定抗生素产生抗药性的基因突变
会让它获得极大的生存优势。
无抗药性的细菌被消灭后,
(这在含抗生素较多的环境中极易发生,如医院)
越来越多的空间和资源
使得抗药性细菌生存下去,并将有抗药性的基因
传递给后代。
繁殖不是细菌产生抗药性的唯一途径;
许多细菌在消亡前会释放出DNA,其他细菌会将该DNA摄为己有,
也有些细菌采用一种叫“接合”的方法,
通过连接菌毛来分享基因。
一段时间以后,抗药性基因大量繁殖,形成超级细菌菌株。
那么,有多少时间留给我们阻止超级细菌的形成?
对一些细菌而言,超级细菌已经形成了。
例如,金黄色酿脓葡萄球菌的某些菌株
(这种细菌会引发各种疾病,如皮肤感染、肺炎、败血症)
已经转变为MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌),
对β-内酰胺抗生素(如青霉素、甲氧西林、苯唑青霉素)有耐药性。
这是因为突变的基因代替了
β-内酰胺抗生素通常靶向和联结的蛋白质,
MRSA(耐甲氧西林金黄色葡萄球菌)才得以保持
其细胞壁的畅通。
其他超级细菌,如沙门氏菌,
有时甚至可产生类似β-内酰胺的酶,
在抗生素发挥作用前分解抗生素。
又如大肠杆菌的某些
可造成腹泻或肾衰竭的菌株,
可通过有效地阻止任何物质进入其细胞
来使抗生素(如喹诺酮)失效。
但也有好消息。
科学家们努力的步伐先于细菌产生抗药性的“步伐”,
而且尽管近几年新抗生素的发展速度减慢,
WHO(世界卫生组织)已赋予发展新型疗法优先权。
其他科学家在研究替代方法,
如噬菌体疗法,或使用疫苗来预防感染。
最重要的是,限制不必要和过量的抗生素使用,
如轻微感染可靠自愈、
改变用药习惯来阻止医院获得性感染,
可极大程度上改善现状,因为无抗药性的细菌的存活
对抗药性细菌而言是竞争关系。
在抵抗超级细菌的“战争”中,抑制其增长有时要比
一个进化的“军备竞赛”有效。