这篇文章是由客座博主Jennifer Rivers贡献的,她是一名专门研究细菌学和耐药性的微生物学家。
如今,我们似乎一个月都离不开一种新的耐药性药物。”超级细菌成为世界各地的头条新闻。细菌对抗生素的耐药性无疑是当今医疗保健领域非常关注的一个话题,但它不一定是某种隐现的、抽象的、令人费解的科学概念。我们都必须了解抗生素耐药性是什么以及它是如何发展的,这样我们才能积极参与我们自己和我们所爱的人的健康,并成为公共卫生的积极力量。
什么是抗生素耐药性?
抗生素耐药性的定义是,尽管暴露在旨在杀死它们或阻碍它们生长的抗生素下,微生物仍能存活。当我们听到“抗生素”这个词时,我们通常会立即想到一种治疗细菌感染的处方。虽然这篇文章将专注于细菌,但值得注意的是,“抗生素”这个词也可以用来描述抗寄生虫药物和抗真菌药物,因为“抗生素”仅仅意味着这种药物可以阻止活的有机体的生长。关于多药耐药:文献中对多药耐药的定义各不相同,但一般来说,具有多药耐药的生物体对三种或三种以上不同类型的药物具有耐药性。通常,这就是“超级细菌”的含义。治疗超级细菌通常是非常困难和耗时的。
抗生素耐药性是如何产生的?
细菌对抗菌药物产生耐药性的方式有很多。抗性可以是内在的,意思是细菌自然产生的基本特征,本质上总是存在的,或者是后天获得的,这意味着细菌不是天生具有抗性,而是随着时间的推移逐渐产生抗性。内在阻力的一个极好的例子是支原体物种对β -内酰胺类抗生素的耐药性,比如青霉素。这些特定的药物攻击细菌细胞的细胞壁;然而,支原体物种不具有细胞壁。作为一个结果,支原体对这类抗生素具有内在抗性。获得性耐药可以共享一个细菌基因与另一个的结果,意外从一个细菌基因的传播到另一个通过噬菌体(病毒只感染细菌细胞),或从它的环境细菌捡抗性基因(DNA留下另一个细菌死后)。这三种获得性耐药机制被称为“水平基因转移”。抗性也可能来自基因序列的随机突变,这些突变碰巧是有益的,并因此而持续存在。
为什么会产生抗生素耐药性?
微生物(包括细菌)非常擅长微妙的生存艺术。在环境中几乎无处不在,微生物之间对可用资源的竞争非常激烈。这种竞争促使微生物形成生存机制。一些微生物甚至可以自己制造抗生素化合物。在这种情况下,微生物本身不会被它产生的化合物伤害(想想内在的抗性),但周围的微生物会受到影响(可能被杀死),从而增加最初微生物的生存机会。这就是青霉素被发现的全部基础!当然,如果不是通过随机突变或水平基因转移,来保护自己免受这些自然产生的抗生素的伤害,世界上就不会有如此丰富的微生物多样性。当我们使用抗生素治疗感染时,我们是在用类似于它们几个世纪以来一直在对抗的化合物来治疗微生物。因此,在经过验证和真实的进化过程后,耐药种群可以很快出现。
由于许多不同的原因,抗生素耐药性可能出现,而且已经出现。接触抗菌药物提供了选择压力,杀死了对药物敏感的细菌,而少数碰巧拥有耐药性基因的细菌存活并繁殖。导致耐药性形成的因素包括(图1):
- 过度使用抗生素(例如,对非细菌感染,如感冒或流感,使用抗生素)
- 在畜牧业中过度使用抗生素
- 漫长的抗生素疗程
这些情况使细菌种群在不必要的时间接触抗生素,给耐药细菌带来压力,使它们超过种群数量,并使它们在未来更难治疗。
- 没有完成抗生素疗程的病人
考虑到其他三种情况,这似乎是违反直觉的,但一个短期的治疗团可能会消灭完全对药物敏感的细菌,而需要一个完整的疗程来消灭那些部分耐药的细菌。如果你提早停止治疗,你可能会不自觉地选择了不易感染的细菌,这些细菌以后会更难治疗。如果你用低于最佳药物浓度的药物治疗细菌感染,也会发生类似的情况。耐药性不是一个非黑即白的问题。有时细菌耐低浓度的药物,但会被更高的浓度,有时需要更多的曝光时间治疗药物……如果工作指令没有密切关注,你甚至可能会弊大于利,与最好的意图。那么回家呢?一定要按医嘱服药。
我们如何知道哪些细菌对抗生素有耐药性,哪些不会?
这段视频展示了如何进行柯比-鲍尔纸片扩散测试和检查细菌的抗生素耐药性。来源:https://www.youtube.com/watch?v=sx1uDYSfINA。
当你去看医生时,很可能需要花时间来确定你是否患有抗生素耐药性感染,因为实验室的科学家需要分离和培养任何导致感染的细菌,然后才能测试耐药性。培养和分离感染细菌可能需要24小时或更长时间,检测耐药性通常需要额外的18-24小时,甚至更长,这取决于细菌种类。正因为如此为了尽快改善病人的健康状况,特别是在感染严重或危及生命的情况下,往往在获得这些信息之前就开始治疗。对于像链球菌性咽喉炎这样的常规感染,抗生素耐药性测试并不常见,因为这些感染的耐药性非常罕见。
当临床要求进行抗生素耐药性测试时,这涉及在已知细菌的存在下培养标准数量的细菌抗生素的浓度并观察细菌的生长是否被抑制。圆盘周围的抑制量以毫米为单位,对应于如果选择某种抗生素进行治疗,您可能预期的敏感性水平。这叫做柯比-鲍尔纸片扩散试验或Kirby-Bauer药敏试验(图2),至少需要18-24小时才能得到结果。虽然这不是确定耐药状态的唯一方法,但它是临床实验室中经常使用的一种非常常见、值得信赖的方法。
我们能做些什么来阻止抗生素耐药性的出现?
这个问题的问题是,除非抗生素针对细菌细胞内一个基本的、保守的、不可协商的过程,抗生素耐药性很可能会随着时间的推移而发展。完全消除耐药性的发展是不可行的;这是生命的自然过程,也是让细菌进化并存活数千年的过程。然而,我们能做的是更聪明地战斗,而不是更强硬。我们可以利用轮换抗生素治疗等策略,在感染得到有效治疗的同时,将每种抗生素的暴露程度降到最低。我们可以在尽可能短的时间内开抗生素,以有效地控制病人的感染。在畜牧业中限制抗生素的使用已经被认为是一个重要的步骤,因为你现在走进任何一家超市都能看到无抗生素的养殖肉类的促销活动。我们可以专注于创造新的抗生素疗法,并研究更有效的药物靶点(那些不太可能为了细菌生存而发生突变或改变的靶点)。
查看我们最近的博客CRISPR抗菌素来了解科学家是如何使用CRISPR来对抗细菌的。
从社会的角度来看,我们可以共同努力,通过遵守适当的清洁和个人卫生标准,努力预防社区、学校和家庭中耐药细菌的爆发。洗手是预防感染的一个重要组成部分,清洁和消毒经常接触的表面,如桌面、玩具、健身器材等。事实上,任何旨在防止你生病的预防措施都有助于防止耐抗生素细菌从一个人传播到另一个人。欲了解更多关于防止抗生素耐药细菌传播的信息和提示,请访问这个资源防止疾控中心的抗生素耐药性.抗生素耐药性一想到就令人害怕,但我们都可以尽自己所能去学习,并将我们的风险和对他人的风险降到最低。你的朋友、家人和医生会感谢你的!
非常感谢我们的客座博主,Jennifer Rivers!
詹妮弗的河流ScM, MLS (ASCP)厘米是一名专门从事细菌学和耐药性研究的微生物学家。此外,她对卫生公平、科学传播和公共卫生充满热情。
参考文献
1.奥尼尔,j .”全球应对耐药感染:最终报告和建议。"伦敦:维康信托和英国政府(2016).
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