“没有抗生素的末日”会来临吗？

    从发现青霉素以来，人类用于抵御疾病的抗生素已达到数百种。然而，一个严峻的问题是——致病的细菌对抗生素的抵抗力在增强，许多抗生素对细菌感染已无能为力，而新型抗生素的开发速度却并不理想。在未来，我们是否会遭遇“没有抗生素的世界末日”？这正是一些科学家在泥沼中，在海洋深处，在冰川下寻找更多微生物的原因，他们试图借此来寻找新的抗生素。

抗生素或无法消灭细菌

    1928年的一天，英国科学家弗莱明偶然看到有个培养皿中的细菌没有均匀分布在底部，而是有一块“豁口”。他研究发现，原来这个培养皿被霉菌污染，而霉菌释放出的化学物质导致其周围的细菌无法生长——这种化学物质就是青霉素，第一个被人类发现的抗生素。

    随后，人们从众多的细菌中提取了越来越多的抗生素，甚至开始人工改良一部分抗生素的化学结构，以增强疗效。在战争中，由于抗生素可防治伤口的感染，美国甚至把青霉素的研制放在与研制原子弹同等重要的地位上。多年来，抗生素挽救了许多被病菌感染的患者，成为临床医疗中不可或缺的药物。

    然而，随着人们对抗生素的大量使用，细菌对抗生素的抵抗力也越来越强，许多抗生素对细菌感染已经无能为力。有研究显示，1980年的美国肺炎链球菌对青霉素的耐药率为5%，1997年时已增长到44%。对其他抗生素，细菌也不断表现出新的耐药性。细菌的耐药性问题越来越复杂。例如，美国曾用当时还未上市的新抗生素“奎奴普丁/达福普丁”做临床试验时发现，竟然已有部分细菌对这种从未使用过的新药产生了耐药性。研究人员认为，这可能与动物饲料添加剂里有类似成分有关。

    实际上，从发现青霉素以来，至今人类已经发现了7000多种抗生素，然而真正投入使用的只有180余种。一个严峻的问题是：抗生素的开发速度远远不及感染耐药菌病患的数量增长速度，并且目前的一些药物已经无法对抗耐药性越来越强的感染性病菌。感染耐药性病菌的患者越来越多，而新的抗生素越来越少，对这样的恶性趋势，人们似乎愈来愈无力阻挡。有科学家预测，在未来10年或20年以内，一些细菌进化出的抵御机制将有可能对抗人类消灭它们的撒手锏——抗生素。未来，也许会有一些细菌将无法用现有的抗生素来“消灭”。

耐药性是细菌的生存抗争

    从人们开始使用青霉素起，细菌就在与人类的“战争”中节节败退，抗感染治疗进入了新纪元，抗生素成为抗感染治疗最有力的武器。然而，在这场战役中，细菌并非束手待擒，它们也在不断地变化，直至发展出抵御抗生素的能力。

    就像人类会抵抗外来侵害一样，细菌产生耐药性其实也是它们保护自身的自然反应。随着抗生素的广泛应用，细菌对每一种新药的耐药性都会逐渐增加，这是自然界的普遍规律。

    实际上，天然就具有耐药性的细菌在自然界中并不多，与为数众多的普通细菌相比，它们并不占有生存上的优势，然而，一旦大量使用抗生素，普通的细菌很快就会被杀死，而少量的耐药细菌则能生存并大量繁殖。

    在农业、畜牧业、水产业等领域，滥用抗生素也同样会杀灭敏感的细菌，使耐药菌生存并大量繁殖，这些菌株的耐药性也会通过直接接触或食物链传递给人。因此，细菌耐药性的发生和发展是抗生素广泛应用，甚至滥用的结果。

    而且，这些耐药菌会将耐药基因传递给下一代，甚至传递给其他细菌。

    微小的细菌，是以什么方式来抵御抗生素的呢？

    它们有很多种保护自己的方式。有些细菌会形成一套外排机制，将进入细胞内的抗生素主动排出体外，这样抗生素就无法对其产生伤害，像大肠杆菌，铜绿假单胞菌，金黄色葡萄球菌等都有好几种将抗生素排出体外的系统，这种方式也是细菌产生多重耐药性的主要机制。

    另外一些细菌能够产生特殊的化学物质——水解酶和钝化酶，水解酶能使抗生素的分子结构发生变化，令其失效，而钝化酶则会修饰抗生素的结构，使其不容易与细菌结合，从而无法抑制细菌蛋白质的合成，逃避被杀灭的命运。

    更有一类细菌会将自己包裹起来。它们分泌一种蛋白质，在自身外部形成一层生物膜。这层生物膜像盾牌一样，将抗生素与细菌隔离。抗生素无法接触到细菌，自然无法杀灭细菌。有些细菌产生的保护膜还能吸附钝化酶，这会更进一步削弱抗生素的作用。

极端环境中的生物或是曙光

    过去的几十年中，我们所使用的抗生素多是来自于大自然。人们曾经尝试合成类似物来对抗细菌，但这完全没法与自然界几十亿年进化出来的多样性相提并论。因此，英国伯明翰大学的微生物学家劳拉·皮多克说：“我们就快弹尽粮绝了。”

    然而，绝境之处似乎总能看见曙光。那些处于极端环境中的生物有着人们需要的物质。

    早在四十年前，在黄石国家公园沸腾的水中，人们就发现了水生栖热菌的存在，这种菌类后来被用于制造一种特殊的聚合酶；美国加利福尼亚卡尔斯巴德的龙舌兰洞穴内的酸性湖中充满金属离子，但一种顽强的青霉菌株却存活了下来，它能产生抑制肺癌细胞生长的化合物；从生活于露天矿坑有毒水体中的真菌和细菌中分离出来的另一种化合物伯克利酸，能减缓50%卵巢癌细胞的增长速度。

    在位于智利北部的阿塔卡玛沙漠里，有超过1000种培养物能够在脱水和极强紫外线的轮番轰炸下存活；霍奇逊湖的冰川水下沉积物中生物量也远超预期；地壳深部也聚集了另一个巨大的微生物生态系统。

    这些迹象表明，我们所发现的抗生素生物也许只是大自然的冰山一角。在那些难以抵达的领域，我们难以想象的恶劣环境——有着极端温度、盐度和黑暗的外界条件，仍存活着繁盛的生物。“鉴于我们今天使用的抗生素最初发现时，是可培养细菌的生长副产品，而我们所培养的细菌还不到地球上细菌的1%，因此还有许多潜在的解决办法。”美国感染病学会斯皮尔伯格博士如是说。

    尽管已经开始搜寻更多自然界中在极端环境中生存的生物，在短期内我们仍无法从中获取更多需要的物质。抗生素依然是人们医疗事业的必需药品，在临床医疗中充当着不可替代的角色。如果仅仅心存侥幸而把希望寄托在极端生物身上，那么人类无疑是在自掘坟墓。大自然为我们积攒了难以计数的瑰宝，并不是等待着人类自私地去掏空。

    人类与细菌的对抗仍在，感染性病菌的防御系统也无时无刻不在更新。美国医学研究院曾提出，耐药细菌将成为“全球公共卫生和环境大灾难”，世卫组织更称之为“没有抗生素的世界末日”。除了抗生素，我们对抗细菌的手段乏善可陈。这是一场至今还不分伯仲的战役，如果人类还未意识到这一点，依然盲目地滥用抗生素，那么这场战役的胜者也许不会是人类自己。