“病毒疗法”能治抗生素失效(图)

过去几十年间，抗菌素药物已经成为治疗的重要工具。同时，微生物对原本能够有效治疗其所引起的感染的抗微生物药物产生抵抗性。专家表示，使用抗生素最好是“一刀毙命”，最忌讳的就是“温柔一刀”。由于使用剂量不足，细菌慢慢会习惯抗生素，长期下去就会产生耐药性。实际上，早在青霉素发现者亚历山大·弗莱明1945年获得诺贝尔奖时，他就曾预言，只要人们一直使用，抗生素的效用将持续下降。细菌药物酶使抗菌药物失活是耐药性产生的最重要机制之一，使抗菌药物作用于细菌之前即被酶破坏而失去抗菌作用。这些灭活酶可由质粒和染色体基因表达。又有由于改变了细胞内膜上与抗生素结合部位的靶蛋白，降低与抗生素的亲和力，使抗生素不能与其结合，导致抗菌的失败。细菌接触抗生素后，还可以通过改变通道蛋白（porin）性质和数量来降低细菌的膜通透性而产生获得性耐药性。某些细菌能将进入菌体的药物泵出体外，这种泵因需能量，故称主动流出系统（active efflux system）。当细菌以生物被膜形式存在时耐药性明显增强(ro一1000倍)，抗生素应用不能有效清除BF，还可诱导耐药性产生。交叉耐药性则指致病微生物对某一种抗菌药产生耐药性后，对其他作用机制相似的抗菌药也产生耐药性。

耐药微生物（包括细菌、真菌、病毒和寄生虫）能够承受住抗菌素（如抗生素）、抗真菌药、抗病毒药和抗疟药等抗微生物药物的攻击。这样一来，标准的治疗就失去了效果，感染持续存在，传染他人的风险更大。耐药菌种的进化是一种自然现象，发生在微生物错误地复制自身或微生物之间交换耐药特征的情况下。抗微生物药物的使用和误用会加快耐药菌种的出现。感染控制做得不好，卫生条件不具备以及处理食物不当都会促进抗微生物药物耐药性的进一步扩散。抗生素耐药性专指引起感染的普通细菌所出现的对抗生素的耐药性。抗微生物药物耐药性是一个含义更为广泛的术语，包括对治疗由寄生虫（如疟疾）、病毒（如艾滋病毒）及真菌（如念珠菌）等其它微生物引起的感染的药物耐药。新的耐药机制出现并在全球传播，威胁着我们治疗普通传染病的能力，导致原本可以继续正常生活的人死亡或残疾。如果没有有效的抗感染治疗，许多标准的治疗方法都会失败或变成高风险程序。耐药微生物引起的感染常常对常规疗法没有反应，造成长期患病、卫生保健支出增加和更大的死亡风险。

2000年，CDC研究人员分析了一个名为“重症监护细菌耐药性流行病学”（ICARE）的监测项目所得到的数据。该项目历时6年，旨在监控重症监护室中不同寻常的抗药因子。从ICARE项目储备的大量生物样品中，科学家检测出一种特别的样本——克雷伯氏杆菌。1996年，这种细菌取自美国北卡罗来纳州的一位患者。当时，它对碳青霉烯类抗生素几乎没有抵抗力。这种抗生素发明自上世纪80年代，是一种强有力的广谱抗菌素。医生认为，谨慎使用能够确保碳青霉烯类抗生素等最后的药物，在未来十几年内有效。但是这种克雷伯氏杆菌菌株打破了这一想法。这种细菌能够产生一种名为“肺炎克雷伯氏杆菌碳青霉烯酶”（KPC）的酶，从而击溃碳青霉烯类抗生素的攻击。更重要的是，编码这种酶的基因存在于质粒内，能容易地从一个细菌转移到另一个细菌。碳青霉烯类抗生素抗性出现了。2003年，纽约州立大学（SUNY）唐斯泰特医学中心微生物实验室和附近医院的合作者们得出了结论，在过去的6年里，少量患者被诊断出克雷伯氏杆菌感染，并且部分对碳青霉烯类抗生素产生耐药性。在纽约布鲁克林一家医院暴发大规模感染，19位患者中9人死亡。到2007年，纽约市发现的克雷伯氏杆菌中，有21%携带了碳青霉烯类抗生素抗性质粒。CREs是人到人传播，而非在不同地区单独出现。《自然》杂志报道称，英国首席医疗官Davies将CREs描述成堪比恐怖主义的威胁。“我们面临一个非常严峻的问题，亟须预警。”美国疾病控制和预防中 心（CDC）主任Frieden说。Frieden和Davies希望能够打破公众对抗生素耐药性的漠视态度。但是，CDC流行病学家 Alexander Kallen表示：“要干预和阻止情况的持续恶化已经太晚了。”

2013年，中国学术期刊《科学通报》上的一篇文章称，中国地表水中含有68种抗生素，且浓度较高，另外还有90种非抗生素类的医药成分被检出。该文章由华东理工大学、同济大学和清华大学的研究机构共同完成，针对的是中国地表水中的“药物和个人护理品”成分。据了解，药物和个人护理品（PPCPs）包括各种处方药、非处方药和化妆品等，典型的非处方药包括抗生素、消炎药、镇静剂。文章称，在中国水体中被调查研究的158种药物和个人护理品里，被研究最多的前10种物质均为抗生素。文章称，已有约68种抗生素在中国的地表水环境中被检出，而且被检出抗生素的总体浓度水平与检出频率均较高，其中一些抗生素在珠江、黄浦江等地的检出频率高达100%，有些抗生素检出的浓度高达每升几百纳克，工业发达的国家则小于20纳克。文章称，中国每年大约生产1300种化学原料药及化妆品，其中抗生素类PPCPs年产量在3.3万吨以上，这可能是水环境中频繁检出高浓度抗生素PPCPs的重要原因。中国是世界上滥用抗生素最严重的国家之一，中国药物产量的70%是抗生素，这个比例在西方国家只有30%。10多年前，中国大肠杆菌（携带超光谱β内酰胺酶的一类耐药大肠杆菌）主要集中在医院。而根据最近的文献，目前在中国的医院和社区的检出率已没有明显差别。

2014年，世卫组织出版首份有关抗微生物药物耐药性监测的全球报告，其数据来自114个国家。世卫组织这份报告题为《抗菌素耐药：全球监测报告》首次审视了全球的抗菌素耐药情况，包括抗生素耐药性，其中注意到多种不同的传染因子正在产生耐药性，但报告侧重于造成血液感染（败血症）、腹泻、肺炎、尿道感染和淋病等常见严重疾病的七种不同细菌对抗生素的耐药性。调查结果值得高度关注，其中记载了全世界所有地区抗生素耐药的情况，尤其针对作为“最后手段”的抗生素。报告表明这种严重威胁不再是未来的一种预测，目前正在世界上所有地区发生，已对公共卫生构成重大威胁。“如果没有众多利益攸关方的紧急协调行动，世界就会迈向后抗生素时代，多年来可治疗的常见感染和轻微伤痛可再一次置人于死地”，世卫组织卫生安全事务助理总干事KeijiFukuda博士说。“除非我们采取显著行动加强努力预防感染并改变我们生产、发放和使用抗生素的方法，否则世界将失去越来越多的全球公共卫生产品，其影响将是灾难性的”。

报告的主要调查结果包括：对常见的肠道细菌肺炎克雷伯菌引起的威胁生命的感染，碳青霉烯类抗生素是最后的治疗手段。对这种抗生素的耐药性已传播到全世界所有地区。肺炎克雷伯菌是医院内发生感染的一个重大病因，感染包括肺炎、血液感染、新生儿和重症监护室患者感染等。在有些国家，鉴于耐药性，碳青霉烯类抗生素对半数以上接受治疗的肺炎克雷伯菌感染患者无效。氟喹诺酮类药物是最广泛用于治疗大肠杆菌引起的尿道感染的抗菌药物之一，但对这种药物的耐药性非常广泛。这种药物最初在19世纪80年代开始采用时，耐药性几乎为零。今天，在世界上许多地方的国家中，这种治疗现在对半数以上的患者无效。作为淋病最后治疗手段的第三代头孢菌素，在奥地利、澳大利亚、加拿大、法国、日本、挪威、南非、斯洛文尼亚、瑞典和英国已确认治疗失败。估计每年有1.06亿人感染淋病（2008年估计数）。抗生素耐药延长了患病期并加大了死亡的危险。例如，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）感染患者与非耐药性感染患者相比，死亡的可能性估计要高64%。耐药性还加大了卫生保健的成本，因为住院时间较长并需要更多的重症监护。

报告显示，在应对抗生素耐药的重要工具方面，例如跟踪和监测问题的基本系统，许多国家存在差距或者不具备这些工具。有些国家已采取重要步骤处理问题，但每个国家和个人需要作出更多的努力。其它重要行动包括首先预防发生感染，即通过改善卫生，获取干净的水，在卫生保健设施控制感染，以及接种疫苗，减少对抗生素的需要。世卫组织还呼吁重视研制新诊断试剂、抗生素及其它工具的必要性，使卫生保健专业人员领先于正在出现的耐药性。这份报告正在发动由世卫组织领导的应对耐药性的全球努力。这将涉及制定工具和标准以及改进全世界的协作，跟踪耐药性，衡量其健康和经济影响，并制定有针对性的解决办法。通过以下方面，人们可帮助应对耐药性：只有当医生开出处方时才使用抗生素；即使感觉有所好转，也要服完处方的所有药物；决不与其他人分享抗生素或使用以前剩下的处方药。通过以下方面，卫生工作者和药剂师可帮助应对耐药性：加强预防和控制感染；只有当确实需要时才开出处方和发放抗生素；处方和分发的抗生素必须适用于治疗的疾病。通过以下方面，决策者可帮助应对耐药性：加强对耐药性的跟踪和实验室能力；管制和促进药物的适当使用。通过以下方面，决策者和制药业可帮助应对耐药性：推动创新以及新工具的研究和开发；促进所有利益攸关方之间的合作和信息共享。

病毒疗法，又称噬菌体疗法，是目前已知的解决细菌耐药问题的最佳选择。噬菌体的命名是由希腊语词汇“吞噬”。它是病毒的一种，专以细菌为宿主，跟别的病毒一样，噬菌体只是一团由蛋白质外壳包裹的遗传物质，大部分噬菌体还长有“尾巴”，用来将遗传物质注入宿主体内。超过95%已知的噬菌体以双螺旋结构的DNA为遗传物质，长度由5000个碱基对到5000000个碱基对不等；余下的5%以RNA为遗传物质。噬菌体是一种普遍存在的生物体，而且经常都伴随着细菌。通常在一些充满细菌群落的地方，如：泥土、动物的内脏里，都可以找到噬菌体的踪影。利用噬菌体对付细菌感染最大的优点是具有特异性，一种噬菌体感染特定细菌类型并杀死这种细菌。抑制正常菌群中某些有害细菌必须采用精确的方法，这正是噬菌体方法的独特优点。科学家经过多年的研究发现，寻找某一种细菌的噬菌体是相对容易的技术。另外结合最新基因工程技术，可以人工制作可感染特定目标细菌的人工噬菌体。最近MIT合成生物学家TimothyLu团队使用DNA编程技术CRISPR构建的工程噬菌体能特异性感染并杀死耐药菌。这种噬菌体通过RNA片段导入存在耐药DNA序列的目标细菌。如果细菌含有耐药DNA序列，RNA就可以和这种序列结合，并结合Cas9酶，切割细菌DNA，并杀死细菌。利用这种策略，将来可以制造出更具有特异性的人工噬菌体。

由于冷战的历史原因，前苏联的患者曾经难以获得西方国家开发出的先进抗生素。为克服这一困境，前苏联投入重资开发使用细菌病毒（噬菌体）对抗细菌感染。噬菌体疗法目前在俄罗斯、格鲁吉亚和波兰仍被广泛使用。格鲁吉亚格鲁吉亚Eliava研究所（www.eliava-institute.org）自1923年成立以来一直在进行人体噬菌体治疗，是全世界最好的噬菌体治疗机构。格鲁吉亚Eliava研究所所长MziaKutateladze说，人们对噬菌体和病毒自然产生恐惧心理，但在格鲁吉亚，噬菌体治疗已经使用了将近一个世纪。据Kutateladze介绍，越来越多的欧洲患者到格鲁吉亚来接受噬菌体治疗。前往格鲁吉亚治疗需要满足以下几个条件：（1）患者可以自主行动，能够乘坐常规交通工具（飞机、出租车）；（2）能够承受长途旅行带来的劳累，过度虚弱的患者不适合出国治疗。程序：患者需要事先在国内的医院确定感染类型，并将细菌寄往格鲁吉亚Eliava研究所测试，如果反馈结果可行，患者即可前往治疗。患者到达底格鲁吉亚后将住在酒店或者前往医院接受治疗。患者最好会说英语，或者有会英语的家属陪同（俄语和格鲁吉亚语是当地主要语种，当地人不太会英语， 但是医生们都会英语）。格鲁吉亚住宿、交通、餐饮都比较便宜，低于中国大部分城市的消费价格，噬菌体药物也十分便宜，远低于中国国内医院使用的新型抗生素类药物，因此中国人大多能够承担在格鲁吉亚的履行和治疗费用。前往格鲁吉亚单人往返机票费用大约8000元人民币（土耳其中转），当地出租车每公里大约1.0元人民币。格鲁吉亚属欧洲国家，地处山谷，环境优美，空气清新，冬暖夏凉，可作为修养之地。

面对日益严重的抗生素耐药问题，欧洲美国等国家科学家和政府也开始认真地考虑使用噬菌体疗法对付细菌耐药问题。2014年3月，美国国家过敏与传染病研究所将噬菌体疗法列为应对抗生素抗性的七大武器之一。2014年5月在波士顿召开的美国微生物学会（ASM）学术会议上，瑞士洛桑（Lausanne）大学教授 Grégory Resch介绍了欧洲第一次使用噬菌体疗法的多中心临床研究计划Phagoburn，受到欧盟的资助这一研究计划，将用噬菌体治疗人类病毒感染。Phagoburn计划的领导者之一Resch指出，监管机构需要想办法监控这种快速演化的产品。例如，采取与季节性流感疫苗类似的监管方式。欧盟为Phagoburn投入了三百八十万欧元，法国、比利时和荷兰的研究者计划在今年九月招募220名伤口受到绿脓杆菌或大肠杆菌感染的烧伤患者。这些患者将会服用Pherecydes制药公司制备的噬菌体药物，该公司已经从环境中分离了超过一千种病毒，筛选了它们杀死病原菌的能力。为了降低抵抗几率， 患者服用的药物中含有十几种以不同方式进入细菌的噬菌体。如果噬菌体疗法失败，患者将接受标准的抗生素疗法。现在研究者们都关注着Phagoburn计划的进展，希望这能够为噬菌体疗法的临床应用打下基础。目前，噬菌体疗法的临床试验正在进行之中，第一例临床安全试验是2005年进行的，相关试验结果于2009年已经发表出来了，结果证实了噬菌体疗法的有效性和安全性，研究由Ampliphi公司进行。

德克萨斯A&M大学的病毒学家Ryland Young指出，西方世界以前对噬菌体疗法没兴趣，是因为医生们喜欢用广谱的抗生素治疗未知的感染。而一种噬菌体只杀死一种细菌。现在研究者们意识到，需要以更精确的方式攻击致病菌，南卡罗来纳医科大学的微生物学家Michael Schmidt说。随着耐药性问题愈演愈烈，越来越多的人认识到，广谱抗生素会将人体内的有益细菌与致病菌一同清除，给耐药菌更大的生存空间。“抗生素就像是个大铁锤，” Schmidt说。“我们需要更精确的武器。”尽管政府已经开始关注噬菌体疗法，但制药公司并没有多大的积极性，Young说。因为噬菌体疗法已经有将近一百年历史，很难再申请知识产权回收成本。 Pherecydes公司的首席执行官Jérôme Gabard希望，开发精确组合的噬菌体可以获得专利。研究者们并不指望噬菌体疗法取代抗生素，但这种疗法可以帮助那些抗生素治疗失败的人。“在绝望之时，人们什么都会尝试，”Schmidt说。