抗生素耐药性的来源与控制对策
抗生素耐药性的来源与控制对策

抗生素耐药性的来源与控制对策抗生素耐药性是指微生物对抗生素产生抵抗力的现象,使得抗生素无法有效抑制或杀死微生物。
这一现象日益引起人们的,因为抗生素耐药性不仅影响医疗效果,还可能导致病情恶化甚至死亡。
本文将探讨抗生素耐药性的来源与控制对策。
抗生素使用:抗生素的滥用和过度使用是抗生素耐药性产生的重要原因之一。
长期过度使用抗生素会使微生物产生抗药性,使得抗生素失去作用。
细菌基因突变:微生物为了生存和繁衍,会不断发生基因突变。
一些突变会导致微生物产生抗药性,使其能够抵抗抗生素的作用。
介导耐药性的环境因素:一些环境因素,如污染、抗菌剂的使用等,也可能促进抗生素耐药性的产生。
为了控制抗生素耐药性的产生和发展,可以采取以下对策:合理使用抗生素:医生应严格按照患者的病情和抗生素的使用指南,合理开具抗生素处方。
患者也应按照医生的建议,正确使用抗生素,避免滥用和过度使用。
促进疫苗和科技研发:通过研发新型抗生素和疫苗,以及利用科技手段对抗生素进行精准选择,可以降低抗生素耐药性的产生。
强化抗菌药物管理:政府应加强对抗菌药物的管控,严格限制抗菌药物的生产和使用,避免抗生素滥用。
提高公众认知:公众应提高对抗生素耐药性的认识,正确理解抗生素的使用范围和使用方式,避免自我用药和过度用药。
抗生素耐药性的来源与控制对策是一个复杂的系统工程,需要医生、患者、政府和公众共同努力。
只有通过全社会的共同努力,才能有效控制抗生素耐药性的产生和发展,保障人们的生命健康。
抗生素废水是指含有抗生素类物质的生产、生活和医疗等废水。
这些废水中的抗生素残留会对环境和人类健康产生严重影响。
近年来,抗生素废水污染问题日益突出,引起了广泛。
本文将重点探讨抗生素废水的生物毒性与微生物耐药性,以及相应的控制技术。
抗生素废水中的残留物质对微生物具有明显的毒性。
这些废水中的抗生素会抑制微生物的繁殖,降低其活性,甚至导致微生物死亡。
抗生素废水还可能对水生生物、昆虫和土壤生物等产生负面影响,破坏生态系统的平衡。
抗生素耐药性形成机制及其防治策略研究

抗生素耐药性形成机制及其防治策略研究概述随着抗生素的广泛应用,抗生素耐药性问题日益严重,给全球公共卫生安全带来了严重威胁。
本文将探讨抗生素耐药性形成的机制,并提出针对耐药性的防治策略。
一、抗生素耐药性形成机制1. 基因突变:细菌在存在抗生素的环境下,通过基因突变产生抗药基因,从而获得对抗生素的耐药性。
2. 水平基因转移:细菌之间可以通过质粒、转座子等介质,水平转移抗药基因,使得原本对抗生素敏感的细菌获得耐药性。
3. 耐药基因共振:当一个细菌群体中存在耐药基因的细菌,这些细菌会通过分泌β-内酰胺酶等酶,使周围敏感菌株也获得了耐药性。
二、抗生素耐药性防治策略1. 合理使用抗生素:医疗机构应建立规范的抗生素使用指南,减少滥用和误用抗生素的情况,避免给细菌耐药性形成提供机会。
2. 加强监测与检测:建立完善的抗生素耐药性监测系统,及时发现和报告耐药菌株的动态变化,为制定防控策略提供依据。
3. 推广细菌药敏试验:细菌药敏试验可以指导临床医生选择最有效的抗生素治疗,减少使用无效抗生素的情况。
4. 研发新型抗生素:针对已存在的耐药细菌,加大新型抗生素的研发和应用,以克服已有抗生素对耐药菌株的无效化。
5. 细菌耐药性教育宣传:开展公众宣传和教育活动,提高公众对抗生素耐药性的认识,倡导合理使用抗生素,培养社会共识。
6. 多学科合作:加强医疗机构和研究机构之间的合作,形成多学科的抗生素耐药性防治联动,共同应对抗生素耐药性问题。
三、国际合作与行动抗生素耐药性是全球性的公共卫生威胁,需要国际社会共同努力解决。
在国际上,各国政府、世界卫生组织等机构已经开始采取行动,包括:1. 制定国际抗生素耐药性控制框架:以国际合作为基础,建立规范的抗生素耐药性控制框架,推动各国共同行动。
2. 促进信息共享:加强耐药性相关信息的分享和交流,提高各国对抗生素耐药性问题的认识和应对能力。
3. 资金支持研发新型抗生素:增加对新型抗生素研究和开发的资金支持,推动创新药物的研制。
抗生素耐药性的原因和防控措施

抗生素耐药性的原因和防控措施一、抗生素耐药性的原因抗生素耐药性是指细菌对抗生素产生了抵抗力,使得原本对该类药物敏感的细菌变得不再对抗生素起效。
这种现象在临床治疗中带来了巨大的挑战,因为常规的抗生素无法有效杀灭这些产生耐药性的细菌。
以下是导致抗生素耐药性产生的主要原因:1. 滥用和过度使用:医院、社区以及畜牧业中频繁使用和滥用广谱抗生素是导致细菌产生耐药性的重要原因之一。
当人们滥用或过度使用抗生素时,就有可能迅速选择出具有特定基因突变或携带多个耐药基因的细菌株。
2. 西医习惯和文化:西方医学注重快速缓解症状和治愈疾病,并常规使用广谱抗菌药物。
相比之下,传统中医更注重平衡身体健康,倡导较少使用化学药物来治疗疾病。
西医中广泛使用的抗生素,使得细菌暴露于高剂量抗生素的环境中,进而促使耐药基因的选择。
3. 不合理的配方和用量:抗生素的配方和用量与其治疗效果直接相关。
如果医生给患者开具不适当或不合理的抗生素处方,或者医务人员未按规定用量和周期服用,就有可能培养和扩散耐药细菌株。
4. 跨界传播:人类、动物和环境之间的接触是耐药性传播的重要途径。
随着全球化进程的加速以及旅游业和贸易活动的扩大,抗生素耐药性已成为国际性问题。
在这种情况下,跨界传播成了细菌耐药基因流动的桥梁。
二、抗生素耐药性防控措施为了应对日益严峻的抗生素耐药性问题,各国政府、卫生部门及国际组织制定了一系列防控措施。
以下是几个有效应对策略:1. 加强监管和管理:医院和社区应建立规范的抗生素使用指南,促使医务人员遵循临床标准,并减少不必要或滥用抗生素。
同时,加强对药店销售抗生素的监管,防止非法售卖和不合理配方。
2. 提高公众意识:宣传教育是预防抗生素耐药性的重要手段之一。
卫生部门可以通过各种渠道向公众传播正确使用抗生素的知识和方法,提高人们对耐药性问题的认识,并鼓励大众在患病时寻求专业医疗建议。
3. 开展科学研究:加强科研机构对抗生素耐药性相关领域的基础和应用研究。
抗生素耐药性的机制与防控策略

抗生素耐药性的机制与防控策略抗生素是一种用来治疗细菌感染的药物。
然而,随着时间的推移,一些细菌逐渐对抗生素产生了耐药性,导致抗生素治疗效果降低甚至失效。
抗生素耐药性的机制与防控策略成为了当今世界面临的重要问题。
本文将探讨抗生素耐药性的机制和当前的防控策略。
一、抗生素耐药性的机制1. 细菌基因变异:细菌具有高度的遗传变异能力,可以通过基因突变或水平基因转移获得抗生素耐药性。
2. 抗生素的滥用和不当使用:长期、频繁的使用抗生素,尤其是不合理、不标准的使用,会使细菌借助基因变异逐渐产生耐药性。
3. 耐药性基因的传播:耐药性基因不仅可以在细菌个体内传播,还可以水平传递给其他细菌,促进耐药性的扩散。
4. 抗生素在环境中的存在:抗生素在水体、土壤等环境中的存在,也会对自然环境中的细菌产生选择压力,促使细菌产生耐药性。
二、抗生素耐药性的防控策略1. 合理使用抗生素:医务人员应根据患者的病情和病原菌的敏感性选择合适的抗生素,避免滥用和不当使用。
2. 提高公众对抗生素的认识:教育公众正确使用抗生素,让他们明白抗生素对病毒感染无效,避免乱用。
3. 发展新型抗生素:加大对新型抗生素的研发力度,以克服现有抗生素对细菌耐药性的挑战。
4. 强化卫生安全措施:加强医疗机构的感染控制措施,减少感染传播的机会。
5. 多学科合作研究:加强医学、生物学、环境科学等学科之间的合作,共同研究抗生素耐药性的机制,寻找有效的防控策略。
6. 加强国际合作:跨越国界,加强国际间的合作与交流,共同应对抗生素耐药性的挑战。
三、结语抗生素耐药性是一个严重的全球性问题,影响着人类的健康和医疗治疗效果。
通过了解抗生素耐药性的机制并采取有效的防控策略,我们可以减缓细菌耐药性的扩散并保护人类免受抗生素治疗失效的影响。
加强多学科合作、科学研究以及国际间的合作,将为解决抗生素耐药性问题提供有效的解决方案。
抗生素耐药性的来源与控制对策

抗生素耐药性的来源与控制对策抗生素的抗性1抗生素耐药性是指一些微生物亚群体能够在暴露于一种或多种抗生素的条件下得以生存的现象,其主要机制包括:(1)抗生素失活。
通过直接对抗生素的降解或取代活性基团,破坏抗生素的结构,从而使抗生素丧失原本的功能;(2)细胞外排泵。
通过特异或通用的抗生素外排泵将抗生素排出细胞外,降低胞内抗生素浓度而表现出抗性;(3)药物靶位点修饰。
通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出抗性。
微生物对抗生素的耐性是自然界固有的,因为抗生素实际上是微生物的次生代谢产物,因此能够合成抗生素的微生物首先应该具有抗性,否则这些微生物就不能持续生长。
这种固有的抗生素耐药性,也称作内在抗性(intrinsic resistance),是指存在于环境微生物基因组上的抗性基因的原型、准抗性基因或未表达的抗性基因。
这些耐药基因起源于环境微生物,并且在近百万年的时间里进化出不同的功能,如控制产生低浓度的抗生素来抑制竞争者的生长,以及控制微生物的解毒机制,微生物之间的信号传递,新陈代谢等,从而帮助微生物更好地适应环境。
因此,抗生素耐药性的问题其实是自然和古老的。
科学家在北极的冻土中提取到3万年前的古DNA,从中发现了较高多样性的抗生素抗性基因,而且部分抗性蛋白的结构与现代的变体相似,也证实了抗生素耐药性问题是古老的。
虽然一些抗生素抗性微生物和抗性基因很早就存在于自然界,但是抗生素大规模的生产和使用加速了固有抗性微生物和抗性基因的扩散,极大地增加了抗生素耐药性的发生频率。
抗生素耐药基因的存在往往与抗生素的使用之间存在良好的相关性。
由外源进入并残留在环境中的抗生素对环境微生物的耐药性产生选择压力,携带耐药基因的具有抗性的微生物能存活下来并逐渐成为优势微生物,并不断地将其耐药基因传播给其他微生物。
众多研究证实抗生素耐药基因具有较高的移动性,主要是通过基因水平转移(Horizontal gene transfer,HGT)机制,又称基因横向转移(Lateralgene transfer)。
抗生素耐药性的来源和应对措施

抗生素耐药性的来源和应对措施引言:抗生素是一种重要的医疗工具,可以有效治疗细菌感染疾病。
然而,近年来抗生素耐药性问题逐渐加剧,给临床治疗带来了巨大挑战。
本文将探讨抗生素耐药性的来源以及相应的应对措施。
一、抗生素耐药性的来源1. 自然选择自然选择是导致细菌产生抗生素耐药性的主要原因之一。
当人们使用抗生素治疗感染时,部分微生物会存活下来并传播给其他人,这些幸存者往往具有对该抗生素的耐药性基因。
长期以来,经过世代遗传,细菌种群中存在着越来越多具备耐药能力的个体。
2. 不正确使用和滥用不正确使用和滥用抗生素也是导致耐药性发展迅速的原因之一。
例如,在感冒等由病毒引起的疾病中使用抗生素,以期加速康复效果;或者患者在医嘱完成前停止服用抗生素。
这样的做法不仅无法治疗疾病,还提供了一种“选择压力”,使得具有耐药性基因的细菌在逆境下生存并繁殖。
3. 异源耐药基因传播异源耐药基因传播是导致抗生素耐药性扩散的另一重要机制。
这些耐药基因可以通过多种方式在不同细菌间传递,如感染区域内成群结构良好的细菌交流、细菌通过质粒水平的共享或水中的自由DNA等。
这样一来,原本对某种抗生素敏感的细菌也会获得相应的耐药性。
二、应对措施1. 合理使用和管理抗生素合理使用和管理抗生素是控制抗生素耐药性发展的关键措施。
通过严格遵循临床指南和规范,正确诊断患者是否需要使用抗生素,并根据病原体进行明确且准确地选择适当的抗生素治疗。
此外,医务人员需要加强监督与培训,推动合理使用政策落地实施。
2. 发展新的抗生素和替代疗法抗生素耐药性问题的严重性促使科学家们加速抗生素的研发,以克服当前抗生素失效的情况。
通过寻找新的抗生素和开发替代疗法,可以拓宽治疗范围,减少使用相同类型抗生素造成的滥用。
此外,还应鼓励与支持公共和私营机构合作进行新药研究与开发,以加快创新进程。
3. 提高公众意识和教育水平提高公众关于抗生素正确使用和耐药性问题的意识是控制耐药性悲剧的另一重要举措。
抗生素耐药性的产生与控制对策

抗生素耐药性的产生与控制对策抗生素是一类治疗细菌感染的重要药物,对人类健康发挥着重要作用。
然而,近年来,随着滥用和不规范使用抗生素的增加,细菌耐药性的出现成为一个全球性的挑战。
本文将探讨抗生素耐药性产生的原因以及可能的控制对策。
一、抗生素耐药性的产生原因抗生素耐药性是细菌遗传变异导致的,主要由以下几个原因引起:1. 滥用和滥用:过度和不合理使用抗生素是产生耐药性的主要原因之一。
长期使用低剂量抗生素、过度使用广谱抗生素以及未完成疗程都会导致细菌对药物产生适应性反应,进而产生耐药性。
2. 不规范使用:医生和患者对抗生素的使用不规范也是耐药性产生的重要原因。
例如,医生在没有充分检测和诊断的情况下过度开具抗生素处方,或者患者自行购买和使用抗生素。
3. 动物使用:动物养殖中过度使用抗生素也是导致耐药性的一个重要原因。
农民为了促进动物生长以及预防疾病的发生,滥用抗生素导致了大量细菌对抗生素产生耐药。
二、抗生素耐药性的控制对策为了有效控制抗生素耐药性的发展并保护公众健康,应采取以下措施:1. 加强监管:政府和相关机构应加强对抗生素的管理和监管,制定严格的法规来规范抗生素的销售和使用。
例如,限制抗生素的非处方销售和审查医生开具抗生素的准入资格。
2. 提高医务人员和公众的意识:医生和公众应该加强对抗生素使用的正确理解和认识,遵循科学的指导方针。
医生应减少不必要的抗生素处方,而公众应该遵医嘱正确使用抗生素,不擅自改变剂量和疗程。
3. 增加研发投入:加大对新型抗生素的研发和创新投入是控制耐药性扩散的关键。
科研机构应该加强合作,加快新药的研发进程,以应对当前和未来出现的抗生素耐药性挑战。
4. 推广综合治疗:将抗生素治疗作为综合治疗的一部分,结合物理治疗、免疫治疗等其他方法,减少对抗生素的依赖性,提高治疗效果。
5. 加强国际合作:抗生素耐药性是全球性的问题,需要各国共同努力。
国际间的合作和信息交流可以促进共同研究和监测,加强控制耐药性的全球合作。
抗生素耐药性的发展与控制策略

抗生素耐药性的发展与控制策略抗生素的发明无疑是现代医学史上的一项伟大成就。
自从青霉素于20世纪30年代末被发现以来,抗生素在治疗细菌感染、降低病死率和改善公众健康方面发挥了重要作用。
然而,随着抗生素的广泛使用,抗生素耐药性问题逐渐浮出水面,对全球健康构成了严重威胁。
根据世界卫生组织(WHO)的报告,抗生素耐药性每年导致超过70万人的死亡,而这一数字还在不断上升。
本篇文章将探讨抗生素耐药性的发展原因、现状及其控制策略。
抗生素耐药性的定义与机制抗生素耐药性是指细菌经过遗传变异或基因转移获得的对抗生素的抵抗能力。
一旦细菌产生耐药性,常见的抗生素治疗就可能失效,导致感染持续甚至加重。
耐药性的机制细菌耐药性的形成机制主要有以下几种:基因突变:细菌在分裂过程中,DNA 可能会发生突变,产生能够抵抗某种抗生素的变异株。
基因获取:细菌可以通过水平基因转移获取其他细菌的耐药基因,如质粒传递、转座子和病原体之间的交换等。
排除机制:某些细菌能够通过特定的排出泵,将抗生素排出细胞外,从而降低药物浓度,使其不能发挥效力。
酶的产生:一些细菌能够产生特定的酶,对抗生素进行分解。
例如,β-内酰胺酶可以水解青霉素和头孢菌素,从而导致这些抗生素失去活性。
抗生素耐药性的历史与现状发展史自青霉素被发现以来,医药界迅速推向了“抗生素时代”。
随着新型抗生素不断问世,一些以前致命的感染在短时间内得到控制。
然而,早在1950年代,已经开始出现青霉素耐药株。
这一现象在接下来的几十年里愈演愈烈。
1980年代,甲氧西林耐大肠杆菌(MRSA)的出现标志着耐药性问题逐渐泛滥。
进入21世纪后,以多重耐药性细菌(MDRO)和泛耐药性(PDR)为特征的新型耐药株层出不穷。
现状分析目前,全球范围内多种临床常见细菌已表现出不同程度的抗生素耐药性,这包括:金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus):甲氧西林耐金黄色葡萄球菌(MRSA)逐渐成为医院感染的重要元凶。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
抗生素耐药性的来源与控制对策抗生素的抗性1抗生素耐药性是指一些微生物亚群体能够在暴露于一种或多种抗生素的条件下得以生存的现象,其主要机制包括:(1)抗生素失活。
通过直接对抗生素的降解或取代活性基团,破坏抗生素的结构,从而使抗生素丧失原本的功能;(2)细胞外排泵。
通过特异或通用的抗生素外排泵将抗生素排出细胞外,降低胞内抗生素浓度而表现出抗性;(3)药物靶位点修饰。
通过对抗生素靶位点的修饰,使抗生素无法与之结合而表现出抗性。
微生物对抗生素的耐性是自然界固有的,因为抗生素实际上是微生物的次生代谢产物,因此能够合成抗生素的微生物首先应该具有抗性,否则这些微生物就不能持续生长。
这种固有的抗生素耐药性,也称作内在抗性(intrinsic resistance),是指存在于环境微生物基因组上的抗性基因的原型、准抗性基因或未表达的抗性基因。
这些耐药基因起源于环境微生物,并且在近百万年的时间里进化出不同的功能,如控制产生低浓度的抗生素来抑制竞争者的生长,以及控制微生物的解毒机制,微生物之间的信号传递,新陈代谢等,从而帮助微生物更好地适应环境。
因此,抗生素耐药性的问题其实是自然和古老的。
科学家在北极的冻土中提取到3万年前的古DNA,从中发现了较高多样性的抗生素抗性基因,而且部分抗性蛋白的结构与现代的变体相似,也证实了抗生素耐药性问题是古老的。
虽然一些抗生素抗性微生物和抗性基因很早就存在于自然界,但是抗生素大规模的生产和使用加速了固有抗性微生物和抗性基因的扩散,极大地增加了抗生素耐药性的发生频率。
抗生素耐药基因的存在往往与抗生素的使用之间存在良好的相关性。
由外源进入并残留在环境中的抗生素对环境微生物的耐药性产生选择压力,携带耐药基因的具有抗性的微生物能存活下来并逐渐成为优势微生物,并不断地将其耐药基因传播给其他微生物。
众多研究证实抗生素耐药基因具有较高的移动性,主要是通过基因水平转移(Horizontal gene transfer,HGT)机制,又称基因横向转移(Lateralgene transfer)。
即借助基因组中一些可移动遗传因子,如质粒(plasmids)、整合子(integrons)、转座子(transposons)和插入序列(insertion sequences)等,将耐药基因在不同的微生物之间,甚至致病菌和非致病菌之间相互传播。
环境中拥有基因横向转移等内在机制的微生物组成一个巨大的抗性基因储存库,并可能将抗生素耐药性转移到人类共生微生物和病原体中。
医学专家很早就指出,抗生素的广泛使用导致了内源性感染和细菌耐药性的增加。
而通过宏基因组学的研究方法,科学家在人类肠道微生物群中也发现了高丰度、高多样性的抗生素耐药基因,也印证了这一观点。
人类活动与耐药性2 已有文献和相关统计资料显示,我国是抗生素的生产和消费大国,2007年的一项调查显示,我国抗生素原料生产量约为21万吨,其中有9.7万吨(占年总产量的46.1%)的抗生素用于畜牧养殖业,2009-2010年畜用抗生素的年消耗量均接近10万吨,远超其他国家。
全球范围来看,至少50%的抗生素都是用于养殖业,美国年畜用抗生素的消耗量从2002年的9 300吨增至2006年的11 200吨。
欧盟实施'限抗令'后,畜用抗生素年消耗量从2002年的5 000吨降至2006年的3 800吨。
据预测,我国养殖业抗生素占全球消费总量的比重将从2010年的23%升至2030年的30%。
在美国,兽用抗生素甚至是人用的4倍,世界卫生组织的调查表明,当前增加人和动物感染风险的抗生素基本属于同一类。
由于抗生素在医疗以及养殖业中的大量使用,导致环境中出现了大量抗性污染热点区,抗性基因可以通过多种直接或间接的传播途径在其间扩散并最终进入水体和土壤。
其中,城市污水处理厂和集约化养殖场是最为关键和主要的传播途径。
主要污染源有3种。
(1)人类使用抗生素导致医疗废水和生活污水中富含大量耐药菌及其抗性基因,尤其是医疗废水被认为是丰富的整合子基因库。
因此城市污水处理厂的集中处理就成为抗生素耐药菌和抗性基因传播的重要源头。
研究表明,污水处理厂的进水、出水和污泥中均存在高丰度和极其多样的抗性基因,且污水处理厂的出水会引起受纳水体环境中抗性水平的显著升高。
此外,城市污水处理厂的中水回用(农田灌溉和城市景观用水等)和污泥施肥亦会导致土壤中抗性基因的富集,从而危及公共健康。
(2)集约化养殖业(包括水产养殖)系统中有机废弃物和污水的排放会直接向环境中释放大量抗性因子。
更为严重的是养殖业的环境管理相对粗放,废弃物处置和循环利用技术的相对低下进一步加剧了污染。
研究表明,由于集约化养殖业中抗生素和重金属添加剂的滥用可使猪粪中抗性基因(导致微生物产生抗生素耐药性的基因)比背景值富集高达1万倍。
Shah等人研究表明,从三文鱼养殖场及其附近海域分离的200株菌中,耐药菌比例高达81%,并从中检测到四环素、磺胺、β-内酰胺类等多种抗性基因。
(3)抗生素制药企业的废水和废渣排放。
抗生素制药企业的废弃物中含有高浓度的抗生素残留,长期的选择压力可以导致其成为丰富的抗性基因储库。
科学家研究了土霉素生产厂的废水与废渣中四环素抗性基因的分布,结果显示,废水中的四环素抗性基因比发酵的废渣中高出2个数量级,且两者均显著高于普通城市污水处理中抗性基因的丰度。
由于耐药菌和抗生素抗性基因污染的广泛性和严重性,如何有效抗击全球范围抗生素耐药性的问题已经得到各国政府和国际机构的高度重视,也被认为是与全球变暖同等重要的全球性挑战。
2013年在英国召开的G8峰会把解决全球抗生素耐药性作为首要议题来讨论。
英国2014年启动的巨额'经度奖'所要解决的6大难题之一就是抗生素的耐药性。
正如世界卫生组织(WHO)指出的“如果今天不采取行动,明天将无药可用”,人类将进入抗生素发明之前的“黑暗时代”。
抗击耐药性的研究进展3随着近年来抗生素耐药性严重危害人类健康,各国科学家们开始致力于发展多种策略来抗击耐药性。
这些策略主要包括大力挖掘和筛选新型抗生素及抗菌药物、研究新的作用靶点、研发抗生素佐剂等。
(1)新型抗菌药物及作用靶位抗菌药物可分为天然结构的抗生素和人工合成的抗菌药物。
20世纪40-60年代是微生物学家发现抗生素的'黄金时代',经过多年的密集筛选,天然结构抗生素的发现进入瓶颈。
近年来随着微生物培养技术、宏基因组学、代谢组学以及高通量筛选方法的发展,使得人们再次将目光聚焦于从天然产物中发现新型抗生素。
土壤中有约99%的微生物尚未能培养,这使得人们难以获得其产生的活性物质,而通过采用新兴的ichip培养技术,美国与德国科学家从土壤中未培养微生物中筛选出一种新型抗生素Teixobactin,该抗生素可通过与肽聚糖前体Lipid II和磷壁酸的前体Lipid III结合抑制细胞壁的合成,从而杀死多种病原菌,并且细菌很难对该抗生素产生耐药性。
宏基因组学技术是人们获得未可培养微生物资源的重要手段之一,采用该技术,Brady小组从type-II polyketide 合成基因簇超表达产物中分离纯化到一种新型抗生素Tetarimycin A,对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)具有抗菌活性。
除了传统的抗生素外,Timothy小组采用CRISPR-Cas技术开发出一类以RNA引导的核酸酶(RNA-guided nucleases,RGNs),RGNs可在DNA水平以特异的DNA序列如抗性基因或细菌毒力因子为目标,通过噬菌体或质粒进入病原菌体内使特异的目标基因失活。
除了开发新型抗菌药物外,科学家们还致力于寻找新的作用靶位蛋白用于开发新型抗菌药物。
采用晶体学方法,已鉴定出多种细菌膜蛋白的晶体结构和功能机制,这些膜蛋白包括病原菌福氏志贺氏菌的脂多糖转运(Lpt)蛋白、广泛存在于革兰氏阳性病原菌的能量转运蛋白以及革兰氏阴性菌的分泌独立因子的关键蛋白。
这些蛋白晶体结构的解析为针对这类蛋白筛选或设计新的抗菌药提供了理论基础。
(2)抗生素佐剂抗生素佐剂是指一类本身并不具有抗菌功能,但可与抗生素协同作用,促进抗生素对于细菌尤其是抗性细菌的杀菌活性的化合物。
抗生素佐剂的研制和使用可以大大延长现有抗生素的使用寿命,这类化合物可以分为针对细菌抗性基因和细菌毒力因子的药物。
Wright小组从1 065种现有的非抗生素药物中筛选出69种可与二甲胺四环素协同作用的药物,这些药物可显著降低二甲胺四环素的最小抑制浓度,并在体内和体外实验中均表现出对多重耐药菌株的抗菌活性;该小组还筛选出多种抗生素抗性激酶抑制剂,其中黄酮醇槲皮素表现出最强的广谱活性,可抑制由蛋白激酶引起的抗生素耐药性。
最近他们还从一株真菌Aspergillus versicolor的代谢产物中筛选出一个可抑制金属β-内酰胺酶(MBLs)活性的化合物Aspergillomarasmine A。
该化合物可抑制包括超级细菌的抗性基因NDM-1的耐药活性,从而恢复碳青霉烯抗生素的杀菌活性。
此外,人们还发现多种可抑制细菌外排泵的化合物,可降低细菌外排泵的活性、增加抗生素在细菌体内的浓度从而杀死细菌。
与传统抗菌药物不同的是,抗细菌独立因子的药物直接使病原菌特异的毒力因子失活,使其丧失致病能力,病原菌在这种状态下将更容易被抗生素杀死,而且人体的免疫系统和有益微生物将更容易杀死这类病原菌。
Curtis等人采用高通量筛选从15万种小分子化合物中筛选出一种化合物LED209,该化合物可与多种重要病原菌毒力因子表达的信号受体QseC结合,从而使病原菌不能表达毒力因子。
脂多糖是许多病原菌内毒素的成分,LpxC是其合成的关键酶,针对LpxC的抑制剂可抑制毒性脂多糖的合成,从而降低鲍氏不动杆菌的致病性。
除了上述两方面的研究外,目前关于抗击抗生素抗性的研究还包括:(1)捕食性微生物的研究;(2)抗菌肽的开发;(3)噬菌体;(4)通过基因编码技术发展新的酶;(5)金属离子,如铜和银制剂的开发等。
对策与措施4为有效应对全球抗生素耐药性的蔓延及其对人类健康的影响,建议采取如下对策与措施:(1)分别在全球和国家层面建立跨部门的抗生素耐药性控制委员会(“耐药委”),协调和管理抗生素的生产,人兽使用,废弃物处置及最终向自然环境排放的整个生命周期,该机构的职能包括制定相关政策、规范和监督等。
(2)在“耐药委”的框架下建立快速和透明的抗生素耐药性监测体系,涵盖医院、养殖业、污水处理厂等。
(3)建立抗生素药物创新基金,通过政府和企业的联合,加快新型药物的研制;同时加强知识产权保护,使新药创制走上可持续之路。
(4)加强抗生素耐药性相关的基础与应用研究,包括耐药性发生和传播的生态学机制,消除和缓解耐药性发生和传播的环境技术及其系统解决方案等,包括改进污水处理厂的处理工艺,削减出水中抗性基因和抗性菌的比例。