百科：抗生素與人類生活

1928年，英國(guó)微生物學(xué)家亞歷山大·弗萊明首次從青霉菌中發(fā)現(xiàn)了具有抗金黃色葡萄球菌活性的青霉素，從此人類進(jìn)入了抗生素的黃金時(shí)代。在第二次世界大戰(zhàn)中，青霉素作為一線藥用抗生素拯救了成千上萬(wàn)人的性命，名聲大振的“神藥”青霉素的價(jià)格曾一度比黃金還要昂貴。

　　抗生素的準(zhǔn)確含義
　　賽爾曼·瓦克斯曼于1943年從鏈霉菌中分離得到了鏈霉素，并首次系統(tǒng)性地定義了“抗生素”這個(gè)概念，作為青霉素后第二個(gè)進(jìn)入臨床使用的抗生素，鏈霉素拯救了無(wú)數(shù)結(jié)核病患者，使得中國(guó)古代望而生畏的“癆病”從真正意義上得到有效治愈。然而，曾經(jīng)立下汗馬功勞的抗生素在近年來(lái)卻屢屢遭受媒體和百姓的非議，那么究竟什么是抗生素？
　　在生活中，很多人認(rèn)為具有“抗菌消炎”作用的藥物就是抗生素。但科學(xué)上對(duì)抗生素較為完整和準(zhǔn)確的定義是指由微生物（包括細(xì)菌、真菌、放線菌屬）或高等動(dòng)植物在生活過(guò)程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其他活性的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物，是能干擾其他生活細(xì)胞發(fā)育功能的化學(xué)物質(zhì)。
　　從定義上可以知道抗生素是一類天然來(lái)源的化合物，因此1932年由格哈德·多馬克發(fā)現(xiàn)能夠有效抗菌的人工合成磺胺類藥物——百浪多息，并非真正意義上的抗生素。另外，抗生素的功能也不僅僅局限于“抗菌消炎”，臨床一線抗癌藥物柔紅霉素、放線菌素和博來(lái)霉素等都屬于抗生素；基于天然產(chǎn)物化學(xué)骨架通過(guò)人工化學(xué)半合成進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾、改造的化合物也隸屬于抗生素，其中包括基于青霉素結(jié)構(gòu)骨架的氨芐西林、羧芐西林和基于紅霉素結(jié)構(gòu)骨架的羅紅霉素和阿奇霉素等。
　　大多數(shù)抗生素確實(shí)能夠滿足很多消費(fèi)者的“純天然來(lái)源”消費(fèi)觀，但是純天然未必對(duì)人體就完全無(wú)害。實(shí)際上，如何有效避免抗生素對(duì)人體的副作用，長(zhǎng)久以來(lái)都是藥物化學(xué)和生物化學(xué)科研工作者的重要研究課題之一，由于大多數(shù)病原微生物（支原體、衣原體、細(xì)菌、放線菌等）是與人體真核細(xì)胞構(gòu)造不同的原核生物，基于這些顯著的差異性，目前抗生素的研發(fā)一般都以原核生物所特有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)為靶點(diǎn)，從而避免藥物與人體真核細(xì)胞的相互作用。也正因?yàn)槿绱耍瑢?duì)于結(jié)構(gòu)與人體細(xì)胞相近的真核病原微生物（真菌、原生動(dòng)物等）、寄生蟲和沒有典型細(xì)胞結(jié)構(gòu)的病毒，到目前仍然缺乏廣譜、有效的抗生素藥物。
　　研發(fā)抗生素的困難
　　實(shí)際上，到目前為止人們發(fā)現(xiàn)的具有不同來(lái)源和生物活性的天然抗生素已經(jīng)超過(guò)兩萬(wàn)余種，但是其中真正成藥的卻遠(yuǎn)沒有這么多，大多數(shù)抗生素在基礎(chǔ)研究階段就被發(fā)現(xiàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有副作用，也就停止了后續(xù)的成藥研究。
　　我國(guó)科學(xué)家在早期尋找抗生素的研究中也取得了輝煌的成就，但由于歷史原因和難以避免的藥物毒副作用，我國(guó)科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的抗生素并沒有和青霉素、鏈霉素一樣進(jìn)入臨床使用。早在1944年，上海科學(xué)家汪猷（后任中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)所所長(zhǎng)）偶然聽說(shuō)世界上有人發(fā)現(xiàn)了一種特效的、從霉菌里培養(yǎng)出的抗生素（青霉素），于是開始刻苦學(xué)習(xí)微生物學(xué)、發(fā)酵等方面的知識(shí)，決心在中國(guó)開拓出抗生素的研究道路。
　　經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)驗(yàn)研究，克服種種困難，他終于從橘子果皮上生長(zhǎng)的一類霉菌中成功分離到了一種新型的抗生素——橘霉素，并寫了橘霉素的相關(guān)論文。該論文于1947年在美國(guó)著名雜志《科學(xué)》上發(fā)表后，美國(guó)一家通訊社從舊金山發(fā)出電訊，報(bào)道中國(guó)化學(xué)家汪猷制得一種新型抗生素。汪猷先生后來(lái)又針對(duì)橘霉素進(jìn)行了深入的研究，發(fā)表了10余篇論文，但是后續(xù)的研究卻發(fā)現(xiàn)橘霉素具有顯著的腎毒性，無(wú)法進(jìn)入臨床藥用。
　　因此，一種抗生素從被發(fā)現(xiàn)到真正作為一種藥物被使用，需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的研究周期和大量的經(jīng)費(fèi)投入，每一種今天我們正在使用的抗生素不但是大自然的無(wú)私饋贈(zèng)，更是由無(wú)數(shù)科研工作者付出無(wú)數(shù)汗水所換來(lái)的。另一方面，我們也可以看出，抗生素毒副作用的問題由來(lái)已久，畢竟自然界的生物生產(chǎn)抗生素的初衷是作為自身防御的武器，而不是為了給人類用來(lái)治病。直到今天，科研工作者仍然在努力試圖通過(guò)使用構(gòu)效關(guān)系解析、化學(xué)半合成、抗體偶聯(lián)等方法解決抗生素副作用問題，這仍是一個(gè)任重而道遠(yuǎn)的過(guò)程。
　　抗生素的耐藥性難題
　　除了抗生素天然存在的毒副作用，抗生素的耐藥性問題是當(dāng)今社會(huì)面臨的重大難題之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計(jì)，感染類疾病是目前世界范圍內(nèi)威脅人類生命健康的第二大殺手。由于抗生素濫用等原因，臨床耐藥菌的不斷出現(xiàn)使得感染類疾病現(xiàn)狀更為嚴(yán)峻，多重耐藥“超級(jí)細(xì)菌”的出現(xiàn)曾一度引起社會(huì)的恐慌，而目前新型抗生素的研發(fā)速度遠(yuǎn)慢于臨床中耐藥菌的產(chǎn)生速度，每當(dāng)推出一種能夠臨床安全應(yīng)用的抗生素，很快就能檢測(cè)到對(duì)其耐藥的病原菌，如此往復(fù)下去很可能造成最終對(duì)感染性疾病無(wú)藥可用。
　　抗生素濫用的確是導(dǎo)致耐藥病原體頻頻出現(xiàn)的直接原因。根據(jù)達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說(shuō)，由于遺傳過(guò)程中的基因突變，具有不同基因型的病原菌同時(shí)生活在一個(gè)種群中，然而具有耐藥基因型的病原菌需要表達(dá)耐藥基因或改變自身正常的構(gòu)造，因此在正常的生活條件下耐藥菌的生長(zhǎng)在整個(gè)種群中并沒有優(yōu)勢(shì)，僅能以極低的比例存在。然而，當(dāng)抗生素在這些病原菌的生長(zhǎng)環(huán)境中出現(xiàn)時(shí)，本來(lái)處于生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)的“野生型”病菌被大量殺死，而那些少量的“突變型”耐藥病原菌則能存活，由此大量繁衍生息成為龐大的耐藥菌種群。
　　在大自然漫長(zhǎng)的進(jìn)化過(guò)程中，有“矛”就必有“盾”，抗生素固然是大自然產(chǎn)生的有效武器，但是大自然也必然保留著相應(yīng)的破解方法。研究人員目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十類病原體耐受抗生素的抗性調(diào)控機(jī)制，這些病原體能夠有效應(yīng)對(duì)環(huán)境中出現(xiàn)的不同類型的抗生素。分裂生長(zhǎng)速度越快的病原體，基因突變率越高，其耐藥性產(chǎn)生的速度也就越快。
　　在人類使用抗生素之前和使用初期，世界范圍內(nèi)的耐藥菌出現(xiàn)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于當(dāng)今，隨著不同種類抗生素的不斷開發(fā)，臨床上耐藥菌開始呈指數(shù)級(jí)出現(xiàn)。這種現(xiàn)狀是十分容易理解的，正如同寵物、農(nóng)作物、觀賞植物種類產(chǎn)生的速度在一直加快一樣，由人類插手的人工篩選速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于自然篩選，人類為了得到有利于自己生產(chǎn)、生活的新基因型物種，通過(guò)雜交、嫁接、轉(zhuǎn)基因等方式大大加快了僅僅依靠基因突變而產(chǎn)生新物種的速度。人們對(duì)于抗生素的濫用，正是在對(duì)耐藥菌進(jìn)行著無(wú)形的人工篩選。如今世界范圍內(nèi)發(fā)達(dá)的交通運(yùn)輸，使得這些人工篩選得到的耐藥菌可以快速傳播；即使你得了病堅(jiān)持不用抗生素，體內(nèi)確實(shí)沒有篩選出大量的耐藥菌，但是仍然有可能躺槍，因?yàn)槭澜缟先魏我粋€(gè)濫用抗生素地區(qū)的患者身上的超級(jí)耐藥菌都可能以迅雷不及掩耳的速度到達(dá)人們身邊，而這些病原體一旦感染了人體，將難以通過(guò)現(xiàn)有的臨床藥用抗生素進(jìn)行治療。因此，單靠社會(huì)上一兩個(gè)人堅(jiān)持不服用抗生素類藥物，是根本不可能避免世界范圍內(nèi)抗生素耐藥性問題的。
　　但是話說(shuō)回來(lái)，感冒了堅(jiān)持不用抗生素，一點(diǎn)作用都沒有嗎？實(shí)際上，作用還是有一些的，因?yàn)閷?duì)于一些類型的抗生素，人體自身也會(huì)將之作為半抗原并產(chǎn)生抗性（從而將該藥物快速降解或使之失活），長(zhǎng)期服用某些抗生素即使身體中的病原菌沒有產(chǎn)生耐藥性，人體自身也可能產(chǎn)生對(duì)于這類藥物的耐受性。那么，得了病就不能吃藥了嗎？當(dāng)然不是，得了病還是需要服藥的，但是應(yīng)該嚴(yán)格按照醫(yī)囑而不是自己隨意在藥店買藥亂吃。造成發(fā)熱、發(fā)炎等感冒癥狀的原因很多，如果是由于流感病毒所引起的癥狀，使用針對(duì)細(xì)菌的抗生素（例如頭孢、紅霉素等）是完全沒有效果的，不但不能有效治療疾病，還會(huì)無(wú)形中幫助耐藥菌的產(chǎn)生。另外，不要長(zhǎng)期只使用一種藥物進(jìn)行治療，在產(chǎn)生相應(yīng)的耐藥菌之前就適當(dāng)?shù)馗鼡Q使用其他種類的抗生素（類似于“雞尾酒療法”），有助于避免耐藥菌的快速產(chǎn)生。
　　抗生素殘留問題
　　近年來(lái)，媒體不斷揭露雞蛋、牛奶和一些肉制品中的抗生素殘留問題。實(shí)際上，農(nóng)用抗生素使用已久，動(dòng)物在生長(zhǎng)過(guò)程中也難以避免感染病原菌，針對(duì)這些感染性疾病，人們研發(fā)了專門的獸用抗生素。國(guó)內(nèi)很多農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)為了經(jīng)濟(jì)利益和省時(shí)省力，無(wú)論動(dòng)物是否患病都在飼料中加入了過(guò)量的抗生素，這些抗生素不但可能在家畜體內(nèi)篩選得到耐藥菌而產(chǎn)生人畜交叉感染，更可能在代謝過(guò)程中流入相應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品而進(jìn)一步被人類食用。
　　因此，抗生素殘留的問題根源是農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)對(duì)于抗生素的濫用。值得指出的是，目前常用的抗生素（包括人用和獸用）對(duì)于人體本身的危害并不很大，少數(shù)毒副作用較大的抗生素（如具有耳毒性的鏈霉素和具有腎毒性的多黏菌素等）僅會(huì)在醫(yī)院得到正確使用，而不會(huì)成為非處方類藥物流入市場(chǎng)和藥店。但是，濫用這些對(duì)于人體本身危害不大的抗生素所產(chǎn)生的有害影響卻是十分長(zhǎng)遠(yuǎn)和可怕的，當(dāng)多重耐藥性的超級(jí)病原體大規(guī)模產(chǎn)生之時(shí)，很可能成為人類的末日。
　　雖然抗生素濫用的后果十分可怕，但是也完全不必杞人憂天和坐以待斃。首先，應(yīng)該從每個(gè)人做起，不要感冒發(fā)燒后就自己給自己開藥，應(yīng)該遵循醫(yī)囑、科學(xué)合理用藥。其次，應(yīng)該呼吁醫(yī)藥和食品行業(yè)不要濫用抗生素，毫無(wú)節(jié)制地濫用抗生素?zé)o異于人類在自掘墳?zāi)埂Ａ硪环矫婵蒲泄ぷ髡咭苍谌找岳^夜地努力，除了挖掘新的抗生素資源，尋找和研究新型的抗生素作用機(jī)制也是一個(gè)有效的方案。其中，我國(guó)工作者做出了重要的貢獻(xiàn)。
　　2015年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了發(fā)現(xiàn)抗瘧疾藥物青蒿素的我國(guó)科學(xué)家屠呦呦和發(fā)現(xiàn)抗寄生蟲藥物阿維菌素的日本科學(xué)家大村智和愛爾蘭科學(xué)家坎貝爾。屠呦呦在領(lǐng)獎(jiǎng)時(shí)發(fā)表了題為《青蒿素的發(fā)現(xiàn)：傳統(tǒng)中醫(yī)給世界的禮物》的獲獎(jiǎng)感言，提出從我國(guó)和世界范圍內(nèi)的傳統(tǒng)藥材中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)和挖掘新型抗生素將成為未來(lái)的研究潮流之一。
　　2015年，中國(guó)科學(xué)院上海有機(jī)化學(xué)研究所的研究人員還發(fā)現(xiàn)了一類古老的生物活性肽類抗生素——硫鏈絲菌素具備新型雙重抗菌作用機(jī)制，這是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一類能夠主動(dòng)作用于宿主（人體細(xì)胞）和細(xì)胞內(nèi)寄生菌，并在殺滅病原菌的同時(shí)提高宿主免疫防御能力的抗生素，改變了人們此前開發(fā)抗生素過(guò)程中試圖完全避免其與人體細(xì)胞相互作用的傳統(tǒng)思路，這樣一種同時(shí)作用于宿主和寄生菌的獨(dú)特抗菌作用模式比起傳統(tǒng)藥物的抗菌機(jī)制更不易產(chǎn)生耐藥性，也為未來(lái)抗感染藥物的設(shè)計(jì)和研發(fā)提供了新的思路。
　　今天，人們的生活早已離不開抗生素，但不能讓未來(lái)毀于抗生素的濫用。杜絕抗生素濫用，應(yīng)該從我們每一個(gè)人做起。
　　【責(zé)任編輯】張?zhí)锟?/p>