“超级细菌”,是依据物竞天择的自然规律,在我们滥用抗生素的环境中,而横空出世的,请警醒!
采访专家:南京医科大学公共卫生学院传染病流行病学教授喻荣彬博士
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抗生素是“道高一尺”
超级细菌的产生,缘于我们用抗生素来杀灭病菌以治病。
病菌,就是能使人或其他生物生病的细菌。
细菌一般是单细胞,细胞结构简单,多以二分裂方式进行繁殖:细菌分裂时,菌细胞首先增大,染色体复制,细胞壁横向分裂,一边一个染色体,这样就形成了两个子代细胞。在适宜条件下,多数细菌繁殖速度极快,分裂一次仅需时20~30分钟。
细菌还以遗传重组的方式进行繁殖。即单个细胞通过突变、转化、转染、细菌接合等方式获得新的“遗传微粒”脱氧核糖核酸(DNA),发生遗传变异,形成新的细菌,然后再通过二分裂方式,将重组的基因组代代传下去。
人类为了治病,发明了抗生素,不同的抗生素具有不同的杀灭病菌的能力。如,青霉素会使病菌细胞壁变得虚弱,无法阻挡水分,使细胞吸水膨胀,爆裂而死;有的抗生素可干扰细菌细胞内部或表面的酶的功能;有的抗生素是攻击细菌的单染色体,干扰它的DNA,扰乱它的再生能力,阻止它在人体内快速繁殖、横冲直撞。
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细菌被逼“魔高一丈”
达尔文的“物竞天择”,是自然法则。当抗生素出现后,细菌开始非常“聪明”地“研究”抗菌药物,创造着自己的生存之道。
所有抗菌药对细菌都是“攻其一点,不计其余”,有明确的“标靶”。于是,有些细菌就学会了改变自己,让抗生素认为自己不是它要消灭的敌人——“标靶”,而放过自己,从而使抗菌药物无法起作用。细菌“偶然找到”的对付抗生素的方法有很多种,最厉害的一招就是细菌产生一种物质,使抗生素分解或者失去活性,比如NDM-1产生的金属——β-内酰胺分解酶,可分解β-内酰胺环结构,从而使绝大部分抗菌药失效。
有的细菌还会很聪明地将耐药基因编码一个“通道”,安置在细胞膜上,将进入细菌细胞的抗生素排出,使抗生素浓度低于致死剂量。
每一种抗菌药物进入临床后,伴随而来的就是细菌的耐药,即细菌在药物高于人类接受的治疗剂量浓度下,仍能生长繁殖。于是,1960年,出现了耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA);1990年,发现了耐万古霉素的肠球菌、耐链霉素的“食肉链球菌”;2000年,出现了对氨苄西林、阿莫西林、西力欣等8种抗生素的耐药性达100%的绿脓杆菌,以及对西力欣、复达欣等16种“高档”抗生素的耐药性高达52%~100%的肺炎克雷伯氏菌,等。
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细菌之间“邻里互助”
“超级细菌”的炼就,还缘于耐药菌将自己的耐药能力,以“邻里互助”的形式,肆意地输出。
细菌有一种非常可怕的特性,就是不同种类的细菌可以互相交换遗传物质,在生物学上,这种现象被称为“质粒交换”。而迫使细菌间进行“质粒交换”的导火索,就是抗生素的广泛滥用!
因为抗生素的滥用,使人体环境对所有的细菌来说,都变得十分恶劣,于是细菌通过突变、自然选择等招数“适者生存”,并使出了一个巧妙的绝招——“邻里互助”。
“邻里互助”,是细菌通过一种突变方式——“细菌接合”,传递遗传物质。即,一个细菌的DNA,通过特殊的蛋白质结构,接合菌毛,转移到另一个细菌里去。
由于长期进化和自然选择,某些细菌所获取的耐药能力,会保留于细菌基因之中,存在于细菌染色体上,或者存在于染色体外的一种遗传物质——质粒上。许多细菌都含有包含染色体外DNA的质粒。
“邻里互助”能使那些没有抗药性的细菌,“狡猾”地转移到相邻的具有抗药性的菌种上,通过质粒的交换,获取对某种抗生素具有抗药性的DNA质粒,因此也就获得反抗这种抗生素的能力,然后将这种能力代代相传。霍乱病菌就是通过这种手段,从大肠杆菌身上获得了对四环素的抗药性的。
MRSA,也是通过此方式获得了对多种抗生素的耐药性的。MRSA菌株本来是怕青霉素的,但青霉素对革兰阴性细菌并不起作用,而少量MRSA菌株通过“邻里互助”,“移居”到革兰阴性细菌上,迅速获得了革兰阴性细菌的抗青霉素基因,而获得了抗青霉素的能力。