抗生素失效之后人类怎么办?的头图

抗生素失效之后人类怎么办?

2017-05-29  |  《大科技》杂志 原创 独家 收藏(126)  | 

自20世纪20年代末人类发现青霉素以来,抗生素一直保护着人类免受病菌的侵害。但是现在抗生素的药效在逐渐减退,准确地说是病菌在变异,越来越多的病菌具有了耐药性,丝毫不惧抗生素。据统计,美国每年因耐药病菌感染的人数超过200万,其中2.3万人死亡。科学家估计,如果任其发展,耐药病菌(又称超级细菌)每年将会造成全球数百万人死亡。

为了化解这种危机,科学家开展了多方面研究,利用纳米粒子、病毒、抗菌肽,从几个方面着手,试图找到抑制、杀死病菌的方法。

解除武装:分流毒素

科学家研究的第一种方法,就是对病菌“解除武装”,因为有时候不一定非要杀死病菌,才能达到治病效果。

许多病菌感染人体,靠的是它本身分泌毒素,破坏宿主细胞。比如葡萄球菌、大肠杆菌、利斯特菌(导致炭疽病,以及制造蛇、蝎子与海葵的毒液)能产生孔洞毒素,这种毒素就是一种常见的类型,它能在人体细胞上穿孔,破坏细胞功能。

美国加州大学科学家利用纳米粒子来对付病菌所分泌的毒素。通常他们用塑料或金属(如银)制成纳米粒子,然后从红细胞中提取出一种隔膜,再把纳米粒子包裹在隔膜里。在隔膜保护下,纳米粒子进入人体后,既不会引起人体免疫反应,又能充当诱饵吸引毒素的“火力”,使毒素不攻击正常的健康细胞。当病菌分泌的毒素消耗殆尽时,病菌也就没有了危险性。

这项研究得到了美国国立卫生研究院的资助,并且通过老鼠试验,发现纳米粒子像海绵一样,吸收了毒素,而且没有伤害到老鼠。在接下来一两年里,科学家计划开展人类临床试验。

特快专递:定点投放药物

第二种方法,还是利用纳米粒子,不过不是缴械,而是变成了“特快专递”。科学家试图让纳米粒子来递送药物。

一般人们服药后,抗生素会进入血液遍布全身,这有许多副作用,甚至剂量过大时还有毒性。但是,把成千上万药物分子填充在单一纳米粒子里,就可以实施定点投放。科学家用血小板的细胞膜制成一种膜衣,把纳米粒子包裹进膜衣,从外表看就像一个微型细胞。这样的“伪装”会躲过人体免疫系统侦察,不会引起免疫反应。

有些病菌进入人体后,专门吸附血小板,遮掩自己,试图躲避免疫系统侦察。纳米料子以血小板膜衣包裹后,就会吸引细菌投靠。一旦双方吸引,就很容易粘附在一起,纳米粒子趁机就会变守为攻,向病菌不断释放药物。

这种药物作用将十分高效,并且不会因药物总剂量增加而产生副作用。同时,这种高效还能压制病菌的耐药机制,因为病菌来不及产生抗性。在试验里,老鼠感染了葡萄球菌,这种病菌对很多抗生素都产生了耐药性,科学家正在用这种方法来治疗老鼠。

?正面攻击:破坏细胞结构

第三种方法,不那么委婉,而是直接攻击,杀死病菌。传统抗生素大多都是这样,抗菌肽也是这样,而且比抗生素更有效。

抗菌肽是一种蛋白质片断,由相对较短的氨基酸串所构成。它本是自然界生物(包括微生物、植物、动物)所具有的先天免疫反应物的一部分,在体内它会攻击病原体的细胞膜,并可能大肆破坏其细胞内部结构。抗菌肽是很多病菌的“死对头”,而且病菌很难对它们产生耐药性。

美国麻省理工学院科学家试图人为设计抗菌肽,他们以被囊动物(一种初级海洋动物)的抗菌肽为基础,往里加入一些氨基酸。这样能提升抗菌肽的治疗能力,有效对抗大肠杆菌和葡萄球菌,这些病菌都有抗生素耐药性。改进后的抗菌肽,在老鼠身上发挥了明显的治疗效果,它能消肿,还能激活宿主的免疫系统,并调动白细胞作为后援力量。

如果试验得到临床证实,科学家计划把抗菌肽制成乳霜的形式。届时皮肤如果有伤口,或者受感染时,就可以直接涂上这种乳霜;也可以把它涂在桌子、电脑、手术器械与导管上面,防止细菌污染它们。

时光武器:恢复致敏性

第四种方法相当的高科技,就是利用转基因技术使耐药病菌“恢复”致敏性,好比时光倒流,使耐药病菌回到从前那种对药物敏感的状态,这要借助它的天敌——病毒的能力。

大约100年前,人们发现了一种病毒叫噬菌体,专门捕食细菌,非常有效。尽管后来抗生素大范围使用,但是东欧有些地方,噬菌体仍一直在用。治疗效果上,虽然暂时还没有临床数据证实,但许多科学家相信噬菌体与抗生素一样有效。而且作为病毒,噬菌体还有一个优势,它可以不断复制自己,它需要捕食活细菌来维持自己的生存、繁殖,因此在用药剂量上,只需少量就能杀死大量病菌。

科学家计划利用基因技术给噬菌体增添新能力。新型噬菌体会以特定细菌为目标,这种细菌产生了抗生素耐药性。新型噬菌体会“吃掉”这种细菌的耐药基因,或者杀死细菌。当耐药病菌被“吃掉”抗药性,就等于细菌恢复了致敏性,很容易受到抗生素的抑制。

另外,利用噬菌体,还能破解细菌另一种抗药能力。有些细菌会分泌一种化合物,制造生物膜保护自己,好似屏障挡住了抗生素渗透进去。噬菌体经基因改造后,也可以吃掉这层生物膜,甚至可以将自己的DNA植入细菌内部,某一时刻爆发吞噬掉细菌。总之,可以尝试给噬菌体注入新的能力,使之成为强大的抗菌剂。

私人订制:发光标记病菌

在抑制、杀灭病菌时,抗生素还有许多副作用,除了导致病菌变异产生抗药性外,还会“致病”。传统抗生素进入人体后,杀灭病菌时往往附带着杀灭一些益生菌,它就像炸弹轰炸目标一样不分青红皂白。益生菌是体内一种有益的天然微生物,它对健康有重要作用。体内平衡的微生物环境被打破,就会给有害菌可乘之机。艰难梭菌就是一种有害菌,平时在体内没什么危害,但是当抗生素进入人体后,它的毒素极可能引起假膜性小肠结肠炎。

美国麻省理工学院科学家反复研究后发现,噬菌体是最理想的抗生素,可以只杀灭有害菌,就像狙击手一样“点杀”特定目标。科学家的方法就是对噬菌体进行技术处理,一方面可以限定它所杀灭细菌的范围,针对目标细菌进行精确投放;另一方面,可以使其产生像萤火虫那样的荧光蛋白,能够使医生跟踪噬菌体在体内的行踪,向医生提供反馈,使之确定病人被哪种细菌感染,有利于深入的对症治疗。

综上所述,未来即使抗生素失效了,只要这些疗法技术成熟得到临床应用,我们就不必担心无药可用。并且应当相信,未来肯定不仅仅靠一种方法,而是综合运用多种方法来对抗耐药病菌。

本文由百度知道日报作者原创,未经同意严禁转载,否则将追究相关法律责任。

文章出处:百度知道日报(https://zhidao.baidu.com/daily

原始链接:https://zhidao.baidu.com/daily/view?id=57688

为您推荐:

【作者招募令】把你的知识和经验分享给别人,还能赚钱,还不快来试试! 点击申请>>
+1 点个赞吧 赞(0)

关注作者

头像
《大科技》杂志
创刊于1997年,以爱因斯坦的“想象力比知识更重要”为办刊宗旨。

知道日报热门文章

合作及供稿请联系:zhidaoribao@baidu.com