当所有生物都产生了抗生素耐药性 会是怎样的情景

出品 | 王真 网易科学人栏目组

快速阅读:

·抗生素和抗生素耐药性都是自然现象,前者是为了消灭其他微生物,后者是反消灭

·而人类滥用抗生素药物则加剧了微生物基因突变

·人类研发新型抗生素速度赶不上微生物基因突变速度

·动物用抗生素甚至用于促生长,但只是祸害人类自身而已

·当所有的微生物都产生了抗生素耐药性后,那是怎样的末日情景?

一. 原始洞穴内发现抗药性微生物

大约4百万年前,在特拉华盆地(即现在美国新墨西哥州的卡尔斯巴德洞穴国家公园)形成了一个洞穴。从那时起,这个洞穴就自绝于天地,维持着孤立、原始的生态系统,没有任何动物接触过它,直到1986年人类发现这个洞穴。

但令人诧异的是,当科学家分析洞穴墙壁上的细菌时发现,许多细菌不仅仅对天然抗生素如青霉素有抵抗性,对合成抗生素——这种只在20世纪下半叶出现的物质——也有抵抗性。传染病专家布拉德·法尔伯格(Brad Spellberg)在《新英格兰医学杂志》(the New England Journal of Medicine)上发表了这一结果,并称“这些结果表明了一个很严峻的现实,即抗生素耐药性早就已经存在了,在自然界中广泛存在,甚至对那些我们尚未发明的药物也有抗药性。”

二.抗生素与耐抗生素:同为自然现象

大家对抗生素非常熟悉,抗生素和其他基本公共医疗措施,对我们现代生活的质量和寿命都产生了极大的影响。人们将青霉素和磺胺类药物视为神迹,并非夸大其词。这些“发现”开启了抗生素时代,而且医学认为它们还蕴含着未知的拯救生命潜能。

注意到我们前面用的是这些“发现”而非“发明”。这是因为抗生素早在人类出现的百万年年前就存在了。自盘古开天辟地以来,微生物就为了营养、“住所”而大打出手。在如此严酷的进化压力下,“幸运者”会发生有利的突变,而最终存活下来的就会将抗生素基因——能够抑制其他微生物增殖,但不损害自身的化学品——传递给后代。抗生素实际上是一种自然资源,更准确的说是一种自然现象,就像其他的自然界赠品(比如,无穷无尽的洁净空气和水源)一样可被珍惜或挥霍。

而抗生素耐药性同样是一种自然现象,就像前文提到的洞穴中发现的细菌。微生物为了生存不得不发展出抗药性。而它们这种本能,也在逐渐威胁我们人类的生存。

三.抗生素耐药性现状与展望

在过去的每一年里,我们的“抗生素大军”都在不断阵亡。很有可能的是,我们将再次面临没有发现抗生素的黑暗时代,在那时候,我们已经习以为常的疾病会造成惨重影响,一次肺炎或者胃病就能置人于死地。在那个黑暗时代里,肺结核是美国人民死亡的主要原因。

抗生素耐药性回顾分析(AMR)认为,如果放任不管,那么在接下来的35年来,产生了抗生素耐药性的微生物会在全球范围内导致3亿人死亡,阻碍全球经济产出达1000万亿美元。就目前来说,我们只知道一次洲际流行感冒就能导致这个结局。实际上,如果现在的抗生素趋势不加以控制,耐抗生素微生物就会成为全球人民的“头号杀手”,远超心脏病和癌症。

盛传,在十九世纪和二十世纪初期,内科医生威廉·奥斯勒(William Osler)爵士称肺炎链球菌为“死亡之神”。但如今在美国的某些地区,大约40%的肺炎链球菌菌株已经对青霉素产生了抗药性,“死亡之神”似乎就要再降人间。而即使在研发新抗生素的经济诱惑下,制药公司的进展同疫苗研发一样,进展缓慢。就疫苗而言,人们只是偶尔用之,并非天天使用;他们必须与推出更便宜上一代产品的海外制造商做竞争,还需要维持现有药物的有效性。但实际上,这些药物的使用必须受到抑制,而不是被促进。

就当下来看,根据CDC(疾病预防控制中心)报告,每年至少有200万人感染了耐药性细菌,其中至少2万3千人直接死于感染。而更多的人死于甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(往往是在医院感染得到的)感染,艾滋病导致的死亡人数都不及此。

四.抗生物耐药性后的末日情景

如果我们不能或不去阻止耐药微生物“进军”的话,那么一个后抗生素时代会是怎样的?真的是重返黑暗时代了吗?

如果没有有效且无毒的抗生素来控制感染,所有的外科手术都将变得非常危险。如心内直视手术、关节置换手术都面临重重风险,人工受精、剖腹产也将不复存在。癌症化疗和新生儿重症护理技术将倒退一大步。到那时,没有人会再去医院,除非万不得已。因为医院的每一寸地板,每一丝空气中都满是细菌。风湿热将祸害人的一生。肺结核疗养院也会再度兴荣。你可以据此做出一部后末日情景的科幻电影。

为了理解抗生素耐药性为何发展的如此迅速,我们该如何扭转惨淡的未来、降低影响,我们就必须了解这一切是如何发生的,在哪里发生的,人类和其他动物又是如何影响这一事件的。

五.抗生素的人类使用

举一对美国夫妇为例,两个人都是全天候工作。有一天,他们四岁儿子早上起来说耳朵疼。爸爸或者妈妈就带他去看儿科医生。儿科医生很可能在近期已经看过很多类似病例,并相当确定这是病毒感染。但并尚无有效的治疗耳朵感染的抗病毒药。如果使用抗生素的话,只是将孩子体内携带的其他细菌暴露于药物中,这些细菌很可能就此获得抗药性。但是父母非常清楚,必须得给孩子开点药,否则日托所不会照看他,父母也不能从工作中抽身出来。所以说,只要写个抗生素药方就能轻易解决这对父母的困境,举手之劳而已。

尽管大多数的人都意识到抗生素超量开药,并由此导致了抗药性,但他们以为是自身产生了抗药性,而非微生物产生抗药性。他们认为只要自己摄入足够多的抗生素——不管什么抗生素、吃了多少剂量——他们就能对此产生抗性。基于这种理论,他们不断地将自己置于危险境地。

六.医生:怪我咯?

而医生当然了解真正的威胁。那么抗生素超量开药的罪名是否就安到医生头上?在绝大多数情况下,答案是“确实如此”。

那为什么医生要超量开药呢?他们不知道自己在面临法律上的铤而走险吗?难道是他们没有意识到这个问题吗?前文提到的传染病专家布拉德·法尔伯格则称“医生这样做很大程度上是因为恐惧。这是一个很复杂的问题。这种恐惧是本能的,并没有被意识到。当病人首次出现在医生面前时,医生并不能判断出病者的状况,医生并不能区别出病毒感染和细菌感染。我们还做不到这点。”

法尔伯格举了一个例子,是他在一个传染病会议上听来的。一名25岁的女性走进一家急诊中心,抱怨自己发烧头疼、喉咙疼、流鼻涕,各种不舒服。这是很典型的病毒感染综合症症状,就诊中心也据此采取了对应措施。他们并没有给患者开抗生素药物,而是劝慰患者回家休息,保持水分,或许喝点鸡汤,三天后他们会联系她,确保她没事。

而一周后她回来了,感染性休克,并很快死亡。

实际上她是患上了勒米埃病(网易科学人注:该病英文名为“Lemierre’s disease”,也叫咽峡后脓毒症或坏死性杆菌病 ,是急性咽峡炎的一种并不常见但有潜在性致命危险的并发症。1936年由Lemierre命名并称之为“极有可能误诊的病症”)。细菌感染导致颈静脉凝结堵塞。发病率为万分之一,非常罕见。但它的并发症与病毒感染前期症状相似。如果这名病人获得了抗生素治疗,也许能挽回一命。但是你又觉得医生如何能未卜先知,才能准确的治疗每个走进来的病人,为他们开抗生素处方或者采取其他方法。

七.发展中国家抗生素药物的滥用

在第一世界控制抗生素耐药性都是如此艰难,而在其余地方,情形只能更糟糕。在许多国家,抗生素药物就在柜台上随便售出,像阿司匹林和鼻腔喷剂一样,人们甚至不需要医生开处方。站在健全的公共健康体系下,我们(美国人)当然希望停止这一现象。可这样的我们“站着说话不腰疼”,你如何对一名发展中国家的病人说“你不能直接拿药,你要先去看医生。”在这些国家,医生和普通人的比例不到千分之二,而且就算找到一名医生,病人没钱看病又该怎么办?基础设施不提升,就要强行取消药店的非处方药,如同痴人说梦,是不可行的。

我们还必须了解抗生素耐药性对世界穷苦人民造成的苦难。当前已经公开专利的抗生素,成本非常廉价。而当这些抗生素失效时,新型抗生素将价格昂贵,远非穷苦人民所能负担。

发展中国家,抗生素药物的研制管理松散或不规范,也无法保证质量控制。而成千上万的穷人就住在拥挤的城市贫民窟,卫生条件脏乱不堪。在这里,微生物肆无忌惮,它们将导致更多的疾病,也在彼此分享“耐药性”心得。

八.抗生素的动物使用——食物和宠物

人类用抗生素只占全球抗生素使用的一小部分。美国、加拿大和欧洲,大约30%的抗生素作用于人类。剩下的作用于动物,准确的来说,作用于要么是被我们吃掉的动物,要么是陪伴我们的宠物。

我们大量养殖这些动物,鸡、火鸡、牛、羊和养鱼场,它们密集得生活在狭小的空间里。尽管密集养殖的生物安全性高,这些举措极大地限制了养殖动物接触细菌的来源,保证这些养殖动物感染疾病的可能性低。可一旦动物感染细菌,就会一发不可收拾。人们用抗生素治疗感染。但同时人们也用抗生素来预防感染。或者给健康动物注射抗生素,以免它们受到生病动物的感染。

九.“促生长”弊大于利

除此以外,人们还利用抗生素来提高产量。几十年以来,人们反复给肉养动物注射一定剂量的抗生素,以求动物长得更快更大,肉含量更高。这种行为被称为“促生长”。美国食品和药物管理局(FDA)采取自愿行动,号召工农业停止这一行为。而欧盟则在1969年就禁止这一行为,但抗生素仍能用于感染预防、控制和治疗。AMR发现越来越多的证据表明,在高收入国家,农民采取“抗生素促生长这一行为”获利微薄,只有不到5%的增长。

所有这些与我们何干呢?AMR团队回顾了280篇已经发表、并经过同行评议的研究文章,这些文章都在强调食品生产中的抗生素使用。在这些论文中,72%的文章发现人类抗生素耐药性与动物使用的抗生素有关。只有5%的研究,认为人类感染与动物抗生素使用无关。

十.已经行动起来的国家

一些有见识的国家,比如瑞典、丹麦和荷兰已经限制了农业中抗生素的使用,并建立了一套综合监控系统,以确定引起动物和人类疾病的相关细菌的耐药性。乌得勒支大学临床感染教授Jaap Waganaar指出“在欧盟各国中,荷兰作用于人类的抗生素比例一直较低,尽管如此,荷兰作为农业输出大国,其动物抗生素使用却列各国之首。”为扭转这一现象,卫生部设立前瞻性标准,要求全透明的行业报告,并且每年对此标准进行回顾。动物用抗生素必须受到注册兽医的处方批准。对于那些药效强劲的抗生素,申请使用的人必须说明别无他法,否则不予使用。

十一. 依然滥用抗生素的发展中国家

实际上其他国家并没有效仿的意思。发展中国家转向“肉类为中心”的饮食,这些国家采取同发达国家一样的农业模式生产肉养动物,使用了大量的抗生素。

以中国使用黏菌素为例。黏菌素绝对算得上是抵抗细菌的最后一道抗生素防线,在1949年由日本科学家分离出,并在50年代得以发展。但一般情况下不会使用黏菌素,因为其对肾脏有损伤。尽管在中国,黏菌素并不作用于人类,但是每年有上千吨黏菌素用于农业。

同样的,在越南,尽管粘霉素也只是用于动物,但是兽医接触了动物,获得感染,而兽医也会生病就医,从而再次感染其他医生。而在其他很多国家中,粘菌素也会作用于人类,如印度。因为微生物对其他副作用较少的抗生素已经产生了抗药性,黏菌素将成为唯一能够有效治疗某些新生儿血管干扰疾病的药物了。

十二. “最后一道防线”黏菌素的溃败

2015年早期据Bloomberg报道称,在印度浦那,爱德华国王纪念医院(King Edward Memorial Hospital)医生治疗了两起重症新生儿血管感染,发现其体内细菌对黏菌素产生了耐药性。其中一名婴儿死亡。

医院新生儿重症监护治疗病房的主任Umesh Vaidya沉重地说道“如果我们失去了黏菌素,那我们就一无所有了。这是一个极端,非常令人担忧。”而且印度的其他一些医院已经发现,10%-15%的细菌已经产生了黏菌素抗性。

更甚的是,某些细菌可以互相通过质粒传播独立的小分子DNA。而在其中某片质粒中,中国研究人员发现了MCR-1基因,具有黏菌素抗性。最近,他们又发现了NDM-1基因,可产生新德里金属-β-内酰胺酶1,这是一类保护细菌免受碳青霉烯类抗生素危害的酶。碳青霉烯类物质是一种广谱抗生素,主要用于医院来消除多抗药性微生物。

另外,具有黏菌素抗性的大肠杆菌在美国备受关注,其在宾州一位49岁女性的尿液中发现。当这个发现在美国微生物协会下属期刊《抗菌药物和化疗》上发表,CDC的工作人员汤姆·弗里登(Tom Frieden)就感慨道“这向我们展示了抗生素失效的末日就要来临,重症监护室里的病人或者患有尿路感染的患者,就要无抗生素可治了。”

十三. 混合抗生素喂大的鸡肉……

印度供应的超大鸡肉也越来越受关注,这些鸡肉也部分供应给麦当劳、肯德基等食品加工商。饲养者将混有黏菌素、环丙沙星、左氧氟沙星和多西环素的抗生素混剂喂食给肉鸡。据一篇对当地农民采访的报道称“在印度,使用这些药物是合法的,甚至会被看做维生素和食物补充,可维持禽畜健康。而所有这些都会导致耐药性细菌出现。”

听闻这种看法,卡迪夫大学医学微生物学的教授蒂莫西·沃尔什(Timothy Walsh)直言不讳地评价道”将黏菌素和环丙沙星联用,怎么都是个蠢主意。”

而最终会发生什么呢?很可能就是不受控制的细菌摧垮了我们的食物供应链。到那时,人类自作孽、不可活……

来源:tech.163.com

标签:万年

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