当前位置:首页 > 科技博览 > 科技热点 > 正文

人类与细菌的战争

发布时间: 2020-05-14 14:51:26   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:        字号:[ 常规 ]

6.jpg

离圣诞节还有20天,1971年音乐史上最伟大的天才莫扎特被链球菌击倒,留下尚未完成的《安魂曲》撒手人间。莫扎特在创作《安魂曲》初期,就发现自己喉咙肿痛,身体开始发烧、背痛并伴有皮疹。1~2周后突然出现肾小球肾炎,最终因肾衰竭而死亡。事实上,对付链球菌首选武器是青霉素。在1928年弗莱明发现青霉素前,人类长久笼罩在感染细菌的黑暗里。众所周知,国际友人白求恩大夫在一次给病人的手术中,被手术刀划破,不慎感染葡萄球菌,最终死于败血症,年仅49岁。才1年之后,青霉素横空出世,正式用于临床。

资料显示,当今人类寿命较100年前增加了近20岁,这其中至少10岁得益于抗生素的广泛应用。在中国,抗生素早已被神话为日常生活中的万能之药。中国每年消费抗生素约15万吨,人均达到138克(美国仅13克),每年因抗生素滥用导致的医疗费用达800亿元,有8万人因抗生素不良反应死亡。上海交通大学附属医院对上海1 200例住院患者发生急性肾衰竭,进行流行病学调查,发现药物性急性肾衰竭共347例,占到总数的28.9%。结果发现引起药物性急性肾衰竭的药物主要是氨基糖苷类、头孢菌类抗生素以及利尿剂和造影剂等。其中因抗生素导致的病例166例。拯救过无数生命的抗生素,摇身一变,竟成了致命的毒药。更糟糕的是,抗生素在这场与细菌的斗争中,已经有些溃不成军。今天,医院中70%可以引发感染的病菌已经对至少一种抗生素产生了抗药性。对比一下,抗生素的历史不过区区80年,而细菌在地球上已经生存了几百万年。显然,细菌更具智慧。交换基因,来对抗一种新的抗生素,无疑是细菌的法宝。研究显示,细菌的抗药性仍然在逐渐增强,它们甚至变得能够快速适应多种抗生素。现在,医学研究人员为了对付由这些“超级病菌”引起的感染,有时不得不重新向那些已经被人们摈弃几十年之久的高毒性抗生素低头。当年弗莱明发现青霉素后不久,就警告人们注意病菌其实会对青霉素产生抗性。1940~1970年,得益于当时医药行业的快速发展,专家们相继研发出数百种抗生素,可惜不久就以发现新增病例而告终,于是研究陷入僵局。研究者通常需要10~12年的时间才能发现一种新的抗生素,但是细菌却在区区l~4年的时间内就可以对新型抗生素产生抗药性。40多年下来,只有区区3种抗生素被证实比较有效且得到了大面积临床推广。该如何摆脱这一尴尬境界呢,医学研究人员决定另辟蹊径,着手研发完全不同于传统意义上抗生素的新式武器,这种新武器的杀伤力就在于它不会给细菌留下任何应对时间。

研究显示,在身体内部受到感染的情况下,肽却往往因为它在血液中的不稳定性而变得束手无策。而且肽的体积相对庞大,很容易成为身体免疫系统的重点排查对象。为解决这一问题,医学研究人员在2000年首次成功合成了一种人工肽素,它一端是正电极,另一端具有亲脂性,它身形极小,不用担心会被免疫系统拒之门外。虽然这种合成肽的体积只有一般抗菌肽的1/10,却具有以一抵百的功效。最新的一项实验是用人工合成肽素来医治感染了致命葡萄球菌的老鼠,发现治疗结果和目前被公认为最有效的盐酸万古霉素的疗效不相上下。2008年8月,人们又通过医学试验验证了该药品运用于人体的安全性。而持怀疑态度的人却始终认为人工合成肽素在诊疗过程中同样会对人体正常细胞产生危害。不过,目前医学研究人员已经成功掌握了人工合成肽素对人体的安全剂量。优势远不止于此,实验室里的细菌通常在3~5个培养周期后就会对抗菌体产生抗性。实验表明,人工合成抗菌肽即使经过17个培养周期也不会有这方面的后顾之忧。在细菌措手不及的情况下,合成肽会出其不意地摧毁细菌的胞膜,根本不给细菌任何产生抗性的时间和机会。研究人员乐观地认为,在5年之后,人工合成肽素有望取代传统抗生素在临床上的应用。

自从1915年人们首次发现的噬菌体在今天也重新回归了研究领域。把这些嗜食者引入感染处让它们来消灭细菌,就跟农业上常见的引入瓢虫来消灭蚜虫的道理是一样的,这实际上等于发动了一场生物大战,而且事实证明,这一招的确有效。尽管噬菌体疗法当时的发展前景不容小觑,但随着1941年青霉素疗法大获成功,相关实验戛然中止。只有一些东欧国家还在继续研究,所以今天我们仍然可以看到波兰和格鲁吉亚的人们还在利用这种广泛存在于地球各个角落的“噬菌体”来处理伤口感染。如果说缺乏规范和标准的研究制约了噬菌体疗法曾经的发展,如今终于可以说时过境迁了。2006年,美国食品和药物管理局(FDA)通过了对2种基于噬菌体技术的喷雾制剂的审核,此类制剂可以用来消灭猪肉上的李氏杆菌。而2004年美国微生物公司举行的一场议题为噬菌体的会议则吸引了80多个国家的代表队前来参加。具体来讲,噬菌体的行为非常强势。它们进入细菌内部以几何级数繁殖,从而将细菌消灭。美国华盛顿州立学院研究发现,噬菌体可以循环到达所有被病菌大量入侵的地方,其中包括大脑。只要有细菌存在的地方,噬菌体都可以即刻大量繁殖并最终将之消灭。而且,即使细菌对噬菌体产生抗性也不要紧,噬菌体也会产生相应变异用来解除细菌之前的抗性。2007年,意大利那不勒斯大学的研究小组,运用噬菌体疗法成功挽救了受葡萄球菌感染的濒死小鼠,且诊疗的成功率高达97%。同年,英国伦敦的一个研究小组针对假细胞菌研制出了一种噬菌体混合药剂,也成功地治愈了多个中耳炎患者的病疾,这种混合药剂期望会在不远的将来得到临床推广。

我们知道,病毒毕竟是活体细胞生物,把它作为药物会引发诸多问题。就对付细菌而言,有些噬菌体实际上只是把自己的基因植入了细菌的基因组之中,这样,一旦细菌分裂,噬菌体的基因也会被带入新分裂的细菌细胞之中。而这一系列的活动可能带来的后果则是导致病毒基因也在细菌间广泛传播。为了规避这种风险,多个研究小组目前正致力于研发具备基因修复功能的噬菌体.这种新型噬菌体比起存在于自然界的大多数噬菌体而言,它们不但药效更强,而且还可以避免产生各种潜在的毒副作用。