六個阻止抗生素耐藥性的好想法

艾琳·比巴

世界正進入抗生素對感染不起作用的時代。我們現(xiàn)在正在嚴重濫用抗生素，這一情況導(dǎo)致細菌不斷進化，發(fā)展出對藥物的耐藥性。

這種現(xiàn)象一般被稱為耐藥性，它已經(jīng)成為21世紀人類面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

該問題舉足輕重。好消息是全世界的很多政府、組織、創(chuàng)新者和科學(xué)家都在研究如何走出這一困境。以下是應(yīng)對抗生素耐藥性的一些方法。

用細菌來對抗細菌

如果藥物不起作用，為什么不以毒攻毒？

一些新的生物科技公司正希望利用對人類微生物群系日益加深的認識：利用這些生活在人體內(nèi)能增強免疫系統(tǒng)對人健康有益微生物，來阻止感染，調(diào)節(jié)新陳代謝。這些公司有望研制出針對超級細菌（有耐藥性的感染）的新型藥物。預(yù)期在2050年之前，死于超級細菌感染的人會超過因癌癥死亡的人數(shù)。

位于馬薩諸塞州劍橋的Vedanta生物科技公司正在基于一個新的觀點開發(fā)藥品。他們認為很多細菌造成感染是因為患者濫用抗生素導(dǎo)致他們體內(nèi)的微生物群系匱乏。Vedanta公司在全球展開對微生物群系的研究，希望找到合適的細菌并制作成藥品，一種可以吞咽的口服液，進入消化道從而激發(fā)人體免疫反應(yīng)。

“微生物群系療法是一種亟需的抗生素替代療法。重要的一點是尋找新方法，一方面不容易引起耐藥性，另一方面又不會破壞人體的微生物群系，增加再感染的可能性，”Vedanta的首席執(zhí)行官貝爾納特·奧列說。

不過，值得一提的是，科學(xué)家還尚未充分了解人體的微生物群系。但是對微生物群系運作方式的研究正在以較快的速度發(fā)展。Vedanta公司至少有兩種藥物已經(jīng)接近臨床試驗階段。如果它們能夠奏效，這就能改變對抗細菌感染的局面。

部署微型半導(dǎo)體

位于博爾德的科羅拉多大學(xué)的研究人員正在開發(fā)量子點，用來捕獲太陽能以制造燃料。量子點是什么？它是微小的半導(dǎo)體晶體，手機和計算機的生產(chǎn)會用到這種材料。（“微小”并不足以形容它的尺寸。按照參與該項目的加州大學(xué)的研究員普拉桑特·納格帕爾說法：“一個量子點之于一根頭發(fā)的直徑，相當于一個街區(qū)之于地球的直徑”。

阿奴希瑞·查特吉是納格帕爾的同事，他正在研究關(guān)于抗生素治療的新療法。納格帕爾探究了感光性量子點是否有可能用于對抗超級細菌。研究的成果是一種能夠選擇性針對細菌的新型量子點。

“這可能意味著無處不在的量子點一旦成為成熟的療法，就能夠用光線激活，在不殺死哺乳類動物細胞的情況下消除人或動物的感染，”納格帕爾說。量子點在激活以后能夠產(chǎn)生合適數(shù)量的物質(zhì)，毒死細菌，但對宿主的細胞沒有傷害。

在細胞培養(yǎng)環(huán)境下對量子點的測試發(fā)現(xiàn)它們對健康的人體細胞沒有影響。要激活這種量子點只需要室內(nèi)光照或陽光就足夠（較嚴重的感染需要LED燈的直射）。

理論上說，這種量子點的療效非常強大，它的劑量是傳統(tǒng)藥物的100萬分之一。

量子點的制造方法簡單，成本低廉，如果把使用范圍擴大到全球，一份量子點的成本可能不到幾美分。

“我們在科羅拉多的一家醫(yī)院獲取臨床細菌進行測試，通過一些光照加上微量藥品就可以治療一些非常嚴重的超級細菌感染，”納格帕爾說，“當然，我們還需要進行大量的臨床前試驗和臨床試驗，才能對患者使用量子點療法。不過，初步研究表明它的前景非常好?！?h3>能消除感染的聚合物

抗生素可能不是對抗超級細菌的唯一答案。墨爾本大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種極為不同尋常的殺菌方法。

15年前，他們開發(fā)了一種星形聚合物（鏈式分子），用來增加汽車噴漆和發(fā)動機油的粘度?，F(xiàn)在，他們發(fā)現(xiàn)一旦將其調(diào)整，用于生物學(xué)用途，這種聚合物就會產(chǎn)生一些讓人感興趣的能力。當科學(xué)家研究這種聚合物傳遞抗癌藥物的時候，他們意識到某個名為Snapp（納米結(jié)構(gòu)抗微生物肽聚合物）的聚合物對細菌有毒性。

它有多種殺死細菌的方法，其中之一是侵入細胞壁，扯出脂質(zhì)層，從而撕裂細菌的細胞壁。

研究者認為，如果資金到位，他們就可能在五年內(nèi)開始人體試驗?！拔覀兊男切尉酆衔锸且粋€工程流程，很容易規(guī)模化。它的成本并不高。最慢的一步可能會是監(jiān)管部門的審批，”化學(xué)工程師格雷格·喬說。他所在的墨爾本大學(xué)工程學(xué)院的實驗室正在負責(zé)這項工作。

走出實驗室，合作共贏

在醫(yī)學(xué)界乃至整個科學(xué)界，一個很大的問題是研究人員并不會與醫(yī)生直接合作解決醫(yī)療問題。這就意味著他們會錯過只有通過與患者直接合作才能獲取的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

在位于喬治亞州的埃默里大學(xué)的抗生素抗藥性研究中心，臨床人員和科研人員正在合作，加深對抗藥性診斷和治療的認識?！拔也皇轻t(yī)生。我需要向臨床人員了解他們在前線的所見所聞，指導(dǎo)我們的研究盡可能符合實際情況，”該中心的主管大衛(wèi)·魏斯說。

到目前為止，這項合作最大的結(jié)果之一就是開發(fā)出一套新的診斷測試，幫助醫(yī)生發(fā)現(xiàn)是哪種細菌造成了耐藥性，導(dǎo)致抗生素對患者不起作用?；谶@一成功模式，其他臨床機構(gòu)也開始建立同類的研究中心，讓研究人員和醫(yī)生一起合作，魏斯說。

在學(xué)術(shù)界和行業(yè)之間架設(shè)橋梁

世界亟需新的抗生素，但是近30年醫(yī)藥公司在新藥開發(fā)方面毫無建樹。一方面是因為藥品開發(fā)的成分非常高，另一方面是因為最終產(chǎn)品的利潤微薄。

為解決這一問題，位于費城的公共政策非營利機構(gòu)皮尤慈善信托建立了Spark平臺（抗生素研究和知識共享平臺）。它是基于云服務(wù)的抗生素研究數(shù)據(jù)和分析的虛擬圖書館，科學(xué)家可以利用它來合作和探索?！邦愃频臄?shù)據(jù)共享資源已經(jīng)成功催生針對癌癥、被忽視的熱帶疾病以及結(jié)核病等領(lǐng)域的藥品開發(fā)?！逼び却壬菩磐锌股啬退幮皂椖恐鞴軇P茜·托金頓說，“我們希望Spark平臺能夠找到方法殺死有抗生素耐藥性的細菌。我們希望在明年年內(nèi)公開研究成果，并開放給全世界的研究者使用。”

他們希望讓不同學(xué)科的科學(xué)家展開合作，開發(fā)探索抗生素的新方法。讓學(xué)術(shù)界和醫(yī)療業(yè)展開合作有可能讓抗生素新藥開發(fā)久旱逢甘霖。

美國疾病管制與預(yù)防中心也建立了自己的網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)對這一問題。具體是2016年建立的抗生素耐藥性實驗室網(wǎng)絡(luò)。它增強了組織檢測抗生素耐藥性的能力——不論它是出現(xiàn)在醫(yī)療業(yè)、食品業(yè)還是其他社會環(huán)境下。

它在全美戰(zhàn)略部署實驗室，追蹤耐藥性趨勢，與醫(yī)院、醫(yī)生、科研機構(gòu)共享數(shù)據(jù)，開發(fā)診斷測試和新療法。除了這些核心實驗室之外，美國疾病管制與預(yù)防中心在50個州的實驗室還獲得額外的資金，對一系列有抗生素耐藥性的細菌進行基因測試。

這是一項全國層面的工作，集中知識和團隊合作的力量，對抗日益加深的抗生素耐藥性危機。

“抗生素耐藥性實驗室網(wǎng)絡(luò)提高了對新的耐藥性威脅的檢測和識別能力?！笨股貞?zhàn)略和協(xié)調(diào)部的科學(xué)組負責(zé)人讓·帕特爾說，“這個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的實驗室正專注于具體的細菌測試，為停止耐藥性感染的擴散提供重要信息。”

增強現(xiàn)有抗生素的威力

最后，還有一種名為“萬古霉素”的抗生素已經(jīng)使用了至少60年。它被認為是最后的辦法，只有在萬不得已時才會使用，因為此前它都沒有出現(xiàn)針對它的耐藥性。

近些年來，有人發(fā)現(xiàn)這種藥也出現(xiàn)了耐藥性。為了應(yīng)對這一情況，科學(xué)家嘗試重新改造這一抗生素，通過改變其結(jié)構(gòu)，增強藥力和藥效。到目前為止已經(jīng)有了三種改良版萬古霉素。最近的兩種是加利福尼亞州拉霍亞Scripps研究所的戴爾·博爾格帶領(lǐng)的團隊研制。他們?yōu)檫@種抗生素增加了新的殺死細菌的機制。

“每一種改良的抗生素都提高了藥力，并且改善了針對耐藥性的持久力，”博爾格說。新菌株形成耐藥性所需的時間要長很多。僅第一種改良版“就可以在臨床環(huán)境下堅持50年。如果細菌形成耐藥性，還有另外兩種殺菌機制，耐藥性就無法延續(xù)下去，”目前他的團隊正在簡化新版本抗生素的制造流程。

但是，博爾格說這項工作“讓人激動”。因為最終將有一張可靠的最后的王牌讓細菌難以產(chǎn)生耐藥性，從而拯救很多人的生命。（摘自英國廣播公司新聞網(wǎng)）

（編輯/費勒萌）