最近，智商逆天的霍金大大又開始“恐嚇”我們?；艚鹪凇缎l(wèi)報》再發(fā)警告性文章稱，我們目前正生活于人類歷史上最危險的時期，人口過剩、氣候變化、流行病等都是人類將要面臨的嚴(yán)重威脅?；艚鸨硎荆覀兯l(fā)展的科學(xué)技術(shù)將可能毀滅我們的地球。在此之前，霍金大大曾發(fā)過“外星人威脅論”，表示目前科學(xué)家輕易嘗試聯(lián)系外星人是一件幼稚而危險的事情，會把人類帶入滅絕的災(zāi)難之中。
除了霍金所擔(dān)心的外星人、流行病等，可能滅絕人類的還有小行星撞擊地球。根據(jù)地質(zhì)學(xué)的科學(xué)判斷，小行星（或大型隕石）撞擊地球曾快速地滅絕掉龐大的恐龍家族，人類自然也存在遭遇這種驚天災(zāi)難的可能。但在外星人和驚天隕石來臨前，人類的最大威脅是你捏不死的超級細(xì)菌。隨著人類濫用抗生素問題的日益嚴(yán)重，超級細(xì)菌進(jìn)化的環(huán)境越來越完善，霍金在《衛(wèi)報》上所說的人類將面臨流行病等問題的嚴(yán)重威脅可能會在不久的將來發(fā)生。
抗生素濫用致“超級細(xì)菌”不斷出現(xiàn)
自從英國細(xì)菌學(xué)家弗萊明于1928年發(fā)現(xiàn)青霉素以來，各類抗生素已經(jīng)保護(hù)人類免受致命細(xì)菌傷害70多年。然而，隨著時間推移，對抗生素產(chǎn)生抗性的“超級細(xì)菌”正不斷涌現(xiàn)，抗生素也正逐漸失去優(yōu)勢。僅在美國，每年就有至少200萬人被超級細(xì)菌感染，其中2.3萬人死亡。如果任其發(fā)展，超級細(xì)菌2050年殺死的人類將達(dá)到1000萬人，造成的經(jīng)濟(jì)損失超過100萬億美元。
后抗生素時代：細(xì)菌抗藥性如何破？
很多時候，我們已經(jīng)習(xí)慣了抗生素的存在，比如進(jìn)行剖腹產(chǎn)、器官移植手術(shù)等。但是在沒有抗生素的世界，任何人都將陷入危險中?，F(xiàn)在，許多人開始討論后抗生素時代，那時候哪怕微小的傷口感染，抗生素也會無效。為了應(yīng)對抗藥性細(xì)菌，我們正在尋找新的武器，比如只攻擊細(xì)菌的病毒、納米粒子、基于不同生物免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的微小蛋白等。這些武器都各有優(yōu)缺點，為此研究人員正探索新的使用方法。
細(xì)菌并非總是需要被殺死才能變得無害，有些治療方案是專門針對細(xì)菌的武器開發(fā)的。雖然細(xì)菌依然存在，但其危險會降低，免疫系統(tǒng)就可以對付它們。如果藥物并非以殺死細(xì)菌為目標(biāo)，細(xì)菌就不會太過激烈地抵御藥物的入侵。如果細(xì)菌的抵抗不太積極，它們產(chǎn)生抗藥性的時間就會更長。
許多細(xì)菌可以分泌毒素以傷害宿主細(xì)胞。最常見毒素就是孔隙形態(tài)毒素，它可在細(xì)胞上打孔。研究人員從紅血細(xì)胞中提取出靶膜，并將其包裹住納米顆粒。紅血細(xì)胞外殼充當(dāng)誘餌，吸引毒素攻擊看似健康的細(xì)胞，它們就可像海綿那樣吸收這些毒素。在老鼠身上的測試顯示，這種吸收毒素的納米海綿不會傷害老鼠。
納米粒子通常利用塑料或銀等金屬制作，也可通過破壞細(xì)菌的保護(hù)細(xì)胞膜或DNA削弱細(xì)菌。納米粒子很容易使用，因為它們可以自我復(fù)制。但與傳統(tǒng)抗生素相比，納米粒子的成本更高，將它們導(dǎo)向身體的正確位置也不容易。此外，還要確保制造納米粒子的材料不能觸發(fā)免疫系統(tǒng)反應(yīng)，并且隨著時間推移分解，不會在身體中積累。
替代療法也可以幫助現(xiàn)有抗生素變得更高效?？茖W(xué)家們正研究利用納米粒子遞送抗癌藥物和抗生素?？股卦隗w內(nèi)擴(kuò)散，劑量太大時會產(chǎn)生嚴(yán)重副作用。而有了納米粒子，你可以針對病變部位集中給藥。數(shù)以千計的藥物分子可以被填充到單個納米粒子中，它們可以對細(xì)菌發(fā)動持續(xù)攻擊。這意味著，在不增加劑量的情況下，藥物能夠發(fā)揮更大療效。
這可以有效壓制細(xì)菌的抗藥機(jī)制，因為在這種“藥物風(fēng)暴”中，它們根本沒有時間進(jìn)化出抗藥機(jī)制。問題是，納米粒子和其他許多工具都被免疫系統(tǒng)視為威脅。納米粒子的體型非常像病毒，我們的身體實際上已被訓(xùn)練出來，本能地會清除這些納米粒子?？茖W(xué)家們將納米粒子偽裝成血小板碎片，從外表上看就像迷你細(xì)胞。
某些細(xì)菌會被血小板吸引，并將它們劫持以迷惑免疫系統(tǒng)。偽裝成血小板的納米粒子同樣可以吸引細(xì)菌，引誘它們?nèi)肭?，然后用藥物殺死它們?/p>
直接攻擊細(xì)菌
可是有時候，不必如此拐彎抹角，許多傳統(tǒng)抗生素的替代品可以直接殺死細(xì)菌，比如人造版的抗菌肽，它是微生物、植物以及動物免疫系統(tǒng)中的重要組成部分。這些化合物可攻擊病原菌的膜，也可以對細(xì)菌內(nèi)部造成破壞。
科學(xué)家們已經(jīng)從名為被囊海洋動物身上發(fā)現(xiàn)無毒的抗菌肽。添加少數(shù)氨基酸后，這種抗菌肽可以幫助治療感染抗藥性大腸桿菌和葡萄球菌的老鼠，同時增強老鼠的免疫系統(tǒng)?？咕膶υS多病原菌都有效，細(xì)菌很難對其產(chǎn)生抗性。
抗菌肽的成本很高，研究人員希望通過編程微生物而非依賴機(jī)器以更廉價的方式制造它們。可是，許多人擔(dān)心抗菌肽也會危及宿主細(xì)胞。就像許多抗生素的替代品那樣，將抗菌肽直接送到病變區(qū)也是個巨大挑戰(zhàn)。短期內(nèi)，更為可行的方式是局部應(yīng)用。
削弱細(xì)菌的另一種方法就是抹殺它們的抗藥性，專門捕食細(xì)菌的病毒——噬菌體可被用于執(zhí)行這項任務(wù)。噬菌體又被稱為高效的“細(xì)菌殺手”，但研究人員可利用基因工程技術(shù)賦予噬菌體新的能力，恢復(fù)細(xì)菌對傳統(tǒng)藥物的敏感性。經(jīng)過重新編程的噬菌體可以鎖定細(xì)菌中的抗藥性基因，削弱其能力或殺死細(xì)菌。隨著抗藥性細(xì)菌被清除，其余細(xì)菌就可利用抗生素治療。
細(xì)菌抵抗藥物的另一種方式是分泌化合物形成名為生物膜的屏障，藥物無法穿透它。噬菌體被改造后，可以“咀嚼掉”生物膜。在很多時候，噬菌體可以直接殺死細(xì)菌。科學(xué)家們要做的就是改造基因，讓它們可以進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部，以非常有針對性的方式殺死它們。
實際上，噬菌體的發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有100多年歷史，它們同樣可能觸發(fā)免疫系統(tǒng)反應(yīng)。另一個值得擔(dān)憂的地方是，噬菌體可能發(fā)現(xiàn)其他抗藥基因，轉(zhuǎn)而將目標(biāo)對準(zhǔn)其他細(xì)菌。但它們不太可能傷害人體組織，它們無法在人類細(xì)胞中復(fù)制。
有些替代療法可能針對特定的細(xì)菌，而噬菌體就是理想的對象，它們基本上可稱為所有細(xì)菌的天敵。傳統(tǒng)抗生素通常不分青紅皂白地殺死細(xì)菌，包括我們身體中對健康起著關(guān)鍵作用的天然微生物。我們當(dāng)然不想發(fā)起地毯式轟炸，將所有細(xì)菌統(tǒng)統(tǒng)消滅。
噬菌體提供了更加個性化的治療方案，你可以嘗試分出好的細(xì)菌，然后殺死壞的細(xì)菌。通過調(diào)整噬菌體感染的區(qū)域，科學(xué)家們可以對噬菌體進(jìn)行不同改造，專門針對不同的細(xì)菌。即便如此，在不知道引起感染的細(xì)菌種類的情況下，調(diào)制藥物也是非常困難的。醫(yī)生們需要加速診斷，以便于找出感染的細(xì)菌，是否對傳統(tǒng)抗生素有抗性?？茖W(xué)家們已經(jīng)對噬菌體進(jìn)行改造，加快這個過程。
科學(xué)家們不僅在增加對抗細(xì)菌的新“武器”，也在探索其他選項，比如發(fā)送細(xì)菌對抗病原體、繼續(xù)尋找新的抗生素以及利用抗體等。你不可能只依賴一種技術(shù)或一種藥物來治愈所有疾病，需要從多個角度對抗超級細(xì)菌，有時候甚至需要將多種傳統(tǒng)戰(zhàn)術(shù)結(jié)合起來。
可能還需要幾年，這些新的工具才會被廣泛采用。而當(dāng)抗生素不再有效時，這些替代抗菌劑將被越來越多使用。從短期來看，當(dāng)抗生素依然可發(fā)揮療效時，它們依然是最便宜的抗菌方式。但從長期來看，人類需要取代更多廣譜抗菌藥物，唯一的解決方案就是有針對性的個性化治療。
發(fā)送多樣化武器對抗細(xì)菌，將減緩它們產(chǎn)生抗藥性的過程。廣泛使用個性化抗菌劑將令細(xì)菌十分容易產(chǎn)生抗藥性，不會從根本上解決問題。細(xì)菌的進(jìn)化速度非?？欤覀兛偸切枰碌奈淦鲗顾鼈?。
廣告聲明：文內(nèi)含有的對外跳轉(zhuǎn)鏈接（包括不限于超鏈接、二維碼、口令等形式），用于傳遞更多信息，節(jié)省甄選時間，結(jié)果僅供參考，IT之家所有文章均包含本聲明。