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耐药性?残留毒性?关于抗生素,这些你一定要了解!
时间:2016-07-12 12:56:35 来源:科信食品与营养信息交流中心 作者:郑庆飞 关键词: 耐药性 毒性 抗生素
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  抗生素简史

  1928年,英国微生物学家亚历山大·费莱明首次从青霉菌中发现了具有抗金黄色葡萄球菌作用的青霉素,从此进入了抗生素的黄金时代。在第二次世界大战中,青霉素作为一线药用抗生素拯救了成千上万人的性命,大大降低了由于伤口细菌感染而引起的死亡率,因此名声大噪的“神药”青霉素的价格曾一度比黄金还要昂贵。此后,赛尔曼·瓦克斯曼于1943年从链霉菌中分离得到了链霉素并首次系统性地定义了“抗生素”这个概念,作为青霉素后第二个进入临床使用的抗生素——链霉素拯救了无数结核病患者,使得中国古代望而生畏的“痨病”真正意义上地得到了有效治愈。

  然而,曾经立下“汗马功劳”的抗生素在近年来却屡屡遭受媒体和百姓的非议,“超级耐药菌”、“抗生素残留”、“抗生素滥用”等话题层出不穷,那么究竟什么是抗生素?抗生素真的有传说中的危害那么大吗?生活中应该如何正确使用抗生素?抗生素发展的未来又将如何?笔者将从自己的观点和研究经验出发,为大家解答这些问题。

  你真的认识抗生素吗?

  在生活中,很多人认为具有“抗菌消炎”作用的药物就是抗生素。事实上呢?

  目前科学上抗生素(Antibiotics)较为完整和准确的定义是指由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物,能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。因此,从定义上我们可以知道抗生素是一类天然来源的化合物。也就是说,1932年由格哈德·多马克发现能够有效抗菌的人工合成磺胺类药物——百浪多息(Prontosil)并非真正意义上的抗生素。反过来讲,抗生素的功能主要是“抗菌消炎”,但又不限于此,比如柔红霉素、放线菌素、博来霉素等抗生素被临床一线用作抗癌药物。

  而我们生活中常提到的“抗菌素”是指具有杀灭或抑制细菌生长的药物,其定义范围也更为广泛,其中既包括天然来源的抗生素(即天然“抗菌素”)也包括人工合成的化学药物(例如用于治疗结核病的异烟肼和用于抵御细菌感染的磺胺类药物等)。

  抗生素真的很可怕吗?

  从定义上来看,大多数抗生素确实能够满足很多消费者的“纯天然来源”消费观,但是“纯天然”的抗生素对人体就完全无害吗?

  实际上,如何有效避免抗生素对人体的副作用,长久以来都是药物化学和生物化学科研工作者的研究课题之一。不过,由于大多数病原微生物(支原体、衣原体、细菌、放线菌等)是与人体真核细胞构造不同的原核生物,基于这些显著的差异性,目前抗生素的研发一般都针对于原核生物所特有的细胞结构作为靶点,从而避免药物与人体真核细胞的相互作用。也正是如此,对于结构与人体细胞相近的真核病原微生物(真菌、原生动物等)、寄生虫和没有典型细胞结构的病毒,到目前仍然缺乏广谱、有效的抗生素药物。

  抗生素的诞生得闯过多少关?

  实际上,到目前为止人们发现的不同来源、具有生物活性的天然抗生素已经超过两万余种,但是其中真正成药的却远没有这么多,大多数抗生素在基础研究阶段就被发现具有对实验动物的副作用,因此也就停止了后续的成药研究。

  我国科学家在早期寻找抗生素的研究中也取得了辉煌的成就,但正是由于当时的历史原因和难以避免的药物毒副作用,我国科学家所发现的抗生素没有和青霉素、链霉素一样进入临床使用。早在1944年,上海丙康药厂任厂长和研究室主任汪猷先生(后任中国科学院上海有机所的所长)偶然听说世界上有人发现了一种特效的、从霉菌里培养出的抗生素(青霉素),于是他开始刻苦学习微生物学、发酵等方面的知识,决心在中国开拓出抗生素的研究道路。经过几年的实验研究,克服种种困难,他终于从橘子果皮上生长的一类霉菌中成功分离得到了一种新型的抗生素——“桔霉素”,并写了桔霉素的相关论文。该论文于1947年在美国著名杂志《科学》(Science)上发表后,美国一家通讯社从旧金山发出电讯,报道中国化学家汪猷制得一种新型抗生素的消息。汪猷先生后来又针对桔霉素进行了深入的研究,发表了十余篇论文,但是后续的研究却发现桔霉素具有显著的肾毒性,因此无法进入临床药用。

  抗生素有哪些问题?

  通过上文我们知道,一种抗生素从被发现到真正作为一种药物被使用,需要经过漫长的研究周期和大量的经费投入,今天我们正在使用的每一种抗生素不仅是大自然的无私馈赠,更是由无数科研工作者付出了无数汗水所换来的,这些抗生素在防御人体方面功不可没不过,但是,抗生素的毒副作用、耐药性以及残留问题是人们主要所担心的。

  1.毒副作用

  抗生素毒副作用的问题由来已久,毕竟自然界的生物生产抗生素的初衷是作为自身防御的武器,而不是为了给人类用来治病。科研工作者们也仍在努力试图解决抗生素副作用问题这是一个任重而道远的过程。

  2.抗生素耐药性

  除了抗生素天然存在的毒副作用,抗生素耐药性问题是当今社会面临的重大问题之一。根据世界卫生组织(WHO)统计,感染类疾病是目前世界范围内威胁人类生命健康的第二大杀手。由于抗生素滥用等原因,临床耐药菌的不断出现使得这一现状更为严峻,多重耐药“超级细菌”的出现曾一度引起社会的恐慌。

  感冒了坚持不吃药,就能防止出现耐药菌了吗?抗生素的滥用是导致耐药病原体频频出现的直接原因。人们滥用抗生素,正是在对耐药菌进行着无形的“人工筛选”。如今世界范围内发达的交通运输,使得这些“筛选”后耐药菌得以快速传播。即使你坚持不用抗生素,但仍然有可能“躺枪”,因为世界上任何一个滥用抗生素地区的患者身上的超级耐药菌都可能以“迅雷不及掩耳”的速度到达我们身边。因此,要想解决抗生素耐药性问题,需要解决世界范围内抗生素滥用的问题。

  感冒了坚持不用抗生素,一点作用都没有吗?实际上,作用还是有一些的,因为对于一些类型的抗生素,人体自身也会将之作为半抗原并产生抗性(从而将该药物快速降解或使之失活),长期服用某些抗生素即使身体中的病原菌没有产生耐药性,人体自身也可能产生对于这类药物的耐受性。不过,得了病还是需要科学服药的,应严格按照医嘱而不是自己随意在药店买药乱吃。造成“发热发炎”等感冒症状的原因很多,如果是由于流感病毒所引起的症状,使用针对细菌的抗生素是完全没有效果的,不但不能有效治疗疾病,还会无形中帮助了耐药菌的产生。

  3.抗生素残留

  近年来,媒体不断报道鸡蛋、牛奶和一些肉制品中的抗生素残留问题。实际上,农用抗生素使用已久,动物在生长过程中也难以避免感染病原菌,针对这些感染性疾病,人们研发了专门的兽用抗生素。

  而国内很多农产品企业为了经济利益和省时省力,无论动物是否患病都在饲料中加入了过量的抗生素,这些抗生素不但可能在家畜体内筛选得到耐药菌而产生“人畜交叉感染”,更可能在代谢过程中流入相应的农产品中而进一步被人类服用。因此,抗生素残留的问题根源正是农产品企业对于抗生素的滥用。值得指出的是,目前常用的抗生素(包括人用和兽用)对于人体本身的危害并不很大,少数毒副作用较大的抗生素(如具有耳毒性的链霉素和具有肾毒性的多粘菌素等)仅会在医院正规使用,而不会作为非处方类药物流入市场和药店;同时,科研工作者也正为消除、减弱这些抗生素的毒副作用做着努力。但是,滥用这些对于人体本身危害不大的抗生素所产生的有害影响确实十分长远和可怕的,当多重耐药性的超级病原体大规模爆发时,很可能将会成为人类的末日。

  如何与抗生素和平共处?

  虽然抗生素滥用的后果十分可怕,但是我们也完全不必杞人忧天和坐以待毙。

  首先,我们应该从每个人做起,不要感冒发烧后就“自己给自己开药”,应该遵循医嘱、科学合理用药;

  其次,我们应该呼吁社会中医药和食品行业不要乱用抗生素,毫无节制地滥用抗生素无异于人类在自掘坟墓。另一方面科研工作者也在日以继夜地做出着努力,除了挖掘新的抗生素资源,寻找和研究新型的抗生素作用机制也是一条有效的方案。其实,我国工作者做出了重要的贡献,比如2015年的诺贝尔生理和医学奖颁发给了发现抗疟药青蒿素的我国科学家屠呦呦,和发现抗寄生虫药物阿维菌素的威日本科学家大村智和爱尔兰科学家廉·坎贝尔,屠呦呦在领奖时发表了题为《青蒿素的发现:传统中医给世界的礼物》的获奖感言,从我国和世界范围内传统药材中进一步发现和挖掘新型抗生素将成为未来的研究潮流之一。另外2015年,中国科学院上海有机化学研究所的研究人员还发现了一类古老的生物活性肽类抗生素——硫链丝菌素所具备的新型“双重”抗菌作用机制——这是目前发现的唯一一类能够主动作用于宿主(人体细胞)和胞内寄生菌,并在杀灭病原菌的同时提高宿主免疫防御能力的抗生素,改变了人们此前开发抗生素过程中试图完全避免其与人体细胞相;互作用的传统思路。与传统药物的抗菌机制相比,这种同时作用于宿主和寄生菌的独特抗菌作用模式更不容易产生耐药性,也将为未来抗感染药物的设计和研发给出新的启示。

  总之,抗生素并不应该成为令人“谈虎色变”的洪水猛兽,而是大自然为我们提供的瑰宝。在抗生素诞生之前,人们只能依靠迷信活动和用烙铁烫发炎伤口的办法治疗感染性疾病,而今天抗生素的出现让人类的平均寿命大大延长。我们应该学会感恩,一包价格并不昂贵的抗生素不但凝聚着大自然的鬼斧神工,更凝聚着其背后一代代科研工作者的辛勤汗水。今天,我们的生活已经离不开抗生素,但更不能让未来毁于抗生素的滥用。杜绝抗生素滥用,从我们每一个人做起。



专家简介

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  作者:郑庆飞,中科院上海有机所博士在读。2012年本科毕业于清华大学化学系,化学生物学专业。2012年起,于中国科学院上海有机化学研究所攻读博士学位,长期从事微生物来源抗生素的生物合成、结构改造、构效关系和作用机制研究,已在Cell Chemical Biology,ACS Chemical Biology,Nature Chemical Biology等多个国际著名化学生物学期刊上发表十余篇研究性论文。

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