细菌是如何成为超级细菌的?

抗生素产生耐药性的细菌(也称为超级细菌)是医疗保健领域的一个严重问题。它们是过度使用抗生素的产物,不仅在人类身上,而且在牲畜身上也是如此。细菌接触抗生素的次数越多,产生耐药性的机会就越大。

从手机屏幕到海底400°C的热液喷口,细菌无处不在。我们体内和体表都有一些“好细菌”,它们有助于保持肠道和皮肤健康,但许多细菌也会让你生病。

细菌是如何成为超级细菌的?

自1928年亚历山大·弗莱明发现青霉素以来,抗生素一直是治疗细菌感染的有效工具。抗生素可以杀死细菌,但由于随机的机会(也称为进化),细菌可能会设法抵抗抗生素的杀灭作用。如果这种对抗生素具有抗药性的细菌繁殖,它就会将这种抗药性传递给其后代。

根据2019年的一份报告,每年仅在美国就发生约280万例多重耐药性疾病,导致每年超过35,000人死亡。

我们在哪里使用抗生素,它对我们有何影响?

抗生素彻底改变了公共卫生领域。它们的使用意味着人们不必死于霍乱、伤寒、肺炎或梅毒等疾病。例如,在美国,自从抗生素普及以来,非传染性疾病取代传染性疾病成为主要死亡原因,出生时的平均预期寿命提高到78.8岁。

细菌是如何成为超级细菌的?

如今,抗生素已成为我们医疗系统中不可或缺的一部分,但我们也在过度使用它们。

研究表明,在抗生素使用量较高且存在过度处方问题的国家,微生物对药物的耐药性较高。

一项研究显示,2000年至2018年间,抗生素使用量增长了46%。在这些年里,发展中国家的抗生素使用量增幅最大,特别是低收入和中等收入国家增加了76%。南亚的抗生素使用水平出现了最大的增幅,增加了116%!

过去20年来,由于临床处方抗生素的过度使用和不小心使用,出现了许多多重耐药(MDR)甚至极度耐药(XDR)细菌病原体或超级细菌。

细菌是如何成为超级细菌的?

抗生素与牲畜

抗生素也被用于使牲畜免受疾病侵害。

我们消耗的肉类是50年前的三倍。这部分是由于人口增加以及收入提高。抗生素不仅可以降低疾病的发病率,还可以用来促进动物的生长。

报告显示,发达国家销售的所有抗生素中有50-80%用于牲畜。这被认为对饲养动物的人有益。

牲畜体内的细菌会产生耐药性,并通过动物的排泄物或动物的肉进入环境。我们最终会吃掉表面可能含有细菌的动物或食物,并且可能会遇到这种耐药菌株。这样,来自动物的细菌就可以传播给人类,如果频繁接触就会导致疾病。

医院超级细菌MRSA

第一个引起公众注意的抗生素耐药性重大案例是医院超级细菌MRSA。

在20世纪40年代初开发出抗生素之前,医院中的大多数感染(尤其是肺炎)都是由金黄色葡萄球菌引起的。

这些细菌最初对青霉素有反应,但到20世纪50年代已经出现了耐青霉素的金黄色葡萄球菌品种。一种称为甲氧西林的合成青霉素于1960年初推向市场,用于治疗金黄色葡萄球菌。然而,到20世纪60年代末,出现了新的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌菌株。该菌株迅速传播,并于20世纪80年代在世界各地被发现。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)被称为“医院超级细菌”。MRSA会引起皮肤感染和其他严重影响,可能导致肺炎、血液感染,甚至死亡。

细菌是如何成为超级细菌的?

对肠道微生物组的有害影响

人类肠道微生物组由近40万亿个细菌和大约30万亿个人类细胞组成。人体的生理功能、维生素生成和免疫系统都受到肠道微生物组的影响。

当我们过度使用广谱抗生素时,我们的肠道微生物群会发生改变。

微生物多样性减少、微生物群功能特征改变以及对病原体感染的易感性增加都是抗生素引起的微生物组成变化,可能对宿主健康产生负面影响。贸然服用抗生素对人体健康的不利影响包括全身感染、慢性腹泻和炎症等。

结论

根据《柳叶刀》发表的一项研究,2019年,细菌耐药性与全球约500万人死亡有关。研究人员预测,这种情况在未来几年只会增加。

为了解决这个问题,科学家们正在寻找解决方案。一种解决方案可能是噬菌体——攻击并杀死细菌的病毒。噬菌体治疗将使用针对特定细菌的噬菌体,例如与传染病相关的细菌。

大多数噬菌体对其靶标具有特异性。虽然抗生素并不总是如此,但许多抗生素针对的是广谱细菌。医生和科学家正在合作,将噬菌体疗法作为治疗多重耐药感染患者的最后手段。

另一种解决方案是“单一健康方法”,它作为应对抗菌素耐药性等健康问题的成功策略,在美国和全世界越来越受欢迎。

参与组织重点关注人类、动物和环境卫生部门,并负责确定最重要的行动领域、观察抗菌素耐药性和遏制感染的最佳技术,以及控制抗生素使用的法律和法规。

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