病毒变异了疫苗会失效，你知道细菌变异了会发生什么吗？

 最近，新冠病毒出现变异株的消息引发了人们的广泛关注，人们之所以这么关注病毒变异的新闻，首先病毒变异后有传染性增强或致死性增强的风险，将会给人类带来更大的威胁，但更加重要的是已经研发出来的疫苗很可能因为病毒变异而失效。

如果说新冠疫苗是针对新冠病毒的终极武器，那么抗生素绝对称得上是对抗细菌感染的法宝。和病毒一样，细菌作为微生物，也是非常容易发生变异的生命体，那么，如果细菌变异了，会发生什么？也许很容易想到，细菌的变异会导致它们产生对抗生素的耐药性从而让抗生素失效，但抗生素失效的后果究竟有多严重？

“超级细菌”恐将人类带往抗生素发明之前

2017年，美国一名70岁的老年女性因为细菌感染而被送往美国内华达州的里诺市的一家医院接受治疗。抗生素是临床用于治疗细菌感染的首选，但令人惊讶的是，她感染的致病菌竟然对医院测试的14种抗生素都 产生了耐药性。美国疾病控制中心（CDC）的进一步测试显示，美国所有用于治疗感染的26种抗生素均对这名患者感染的致病菌无效。不久后，患病女子不治身亡。

这类对多种抗生素都具有耐药性的细菌被称作“超级细菌”。如果这种超级细菌大范围地传播开来，意味着现有的抗生素药物将全部失去效用，那人类将会重回抗生素发明之前的时代。

在抗生素发明以前，传染病的发病率和死亡率都很高，天花、霍乱、白喉、伤寒、结核、梅毒等等由细菌引起的传染病十分猖獗。轻微的感染就可能致人死亡，金黄色葡萄球菌感染的死亡率就高达80%，人均寿命也因此一直上不去，即使进入20世纪早期，人们的平均寿命也不过47岁。

图1 金黄色葡萄球菌

青霉素问世，抗生素迎来黄金时代

1928年，英国人亚历山大•弗莱明在培养葡萄球菌时发现，污染的青霉菌周围形成了一个圆形的空圈，亦即在青霉菌周围竟然没有葡萄球菌生长。他认为肯定是青霉菌产生了某种可以抑制甚至杀死葡萄球菌生长的物质，他将这种物质称为青霉素。1940年，英国病理学家佛罗理和德国生物化学家钱恩证明了青霉素可以用于治疗细菌感染，并用其治愈了一位患有当时被认为是绝症的败血症的患者，这让青霉素“一炮而红”，从此以后，青霉素正式登上历史舞台，挽救了成千上万人的生命。人类和微生物的斗争进入了一个崭新的时代，据估计，抗生素的广泛使用使人类的平均预期寿命延长了至少20年。因此，以上三位科学家共享了1945年的诺贝尔生理和医学奖。

图2 亚历山大•弗莱明

之后，放线菌素、链霉素、新霉素等抗生素相继问世，20世纪40年代到70年代，是抗生素研究的黄金时代，科学家们从几十种细菌和真菌中发现了20多种抗生素。

人和动物都离不开抗生素

从此，抗生素被广泛应用于临床上的各种抗感染治疗或预防感染：

1、败血症治疗：败血症是指各种致病菌侵入血液循环，并且在血液中生长繁殖，产生毒素而引起的疾病全身性感染，根据WHO，全世界每年约有4900万人罹患败血症。

2、手术：因为手术会造成开放性创口，所以手术部位发生感染的概率很高，如果没有抗生素保障术后的抗感染预防和治疗，手术的死亡率会比现在高很多，比如器官移植、剖腹产手术等等。

3、慢性病感染治疗：一些慢性病比如糖尿病患者感染的风险会比正常人高，因为这部分人群使用的治疗药物可能会削弱免疫系统，因此需要抗生素来帮助对抗感染。

4、需要透析的肾病患者：透析会带来很高的感染风险，是导致接受透析患者死亡的第二大原因。

5、肿瘤治疗：接受化疗的肿瘤患者感染的风险也比较高，需要使用抗生素对抗感染。

除了应用于人类身上之外，抗生素在动物养殖上也功不可没。

1949年，一些科学家偶然发现，在动物饲料中添加抗生素可以促进动物生长，而且还能减少动物的疾病，让动物更早上市，降低养殖成本，并且不会让肉质出现明显的下降。在全球范围内，超过70%的抗生素用于人类食用的牛、猪和家禽的育肥，只有通过抗生素在促进生长的同时预防和治疗感染，才有可能在过度拥挤和卫生不佳的条件下大规模养殖家畜和家禽。

图3 抗生素的使用增加了抗生素耐药性

抗生素滥用绽放的“恶之花”

人类尝到甜头的同时，抗生素滥用的恶果也逐渐显现。

我们前文提到过，细菌是非常容易发生变异的生命体，抗生素给细菌的生长繁殖带来了压力，从而助推了细菌耐药性突变的产生。

人类和动物摄入的一部分抗生素并不会被代谢掉，而是进入周围环境中，污染土壤、食物和水源，进一步加剧抗生素耐药的发生。

从人类使用抗生素的早期，细菌快速出现的耐药性问题就一直如影随形：青霉素1941年首次用于抗感染治疗，1942年检测出青霉素耐药菌株，1960年甲氧西林投入使用，1961年耐药菌株就随之而来。对付抗生素耐药的方法是换用另外一种作用机制不同的抗生素来针对突变，但问题是，目前人类使用的抗生素种类是有限的，近几十年，人类在开发新型抗生素上的脚步明显放缓，投入也逐年缩减，愈演愈烈的抗生素耐药性最终会导致人类陷入无抗生素可用的窘境。

群策群力控制抗生素耐药

毫无疑问，要控制抗生素滥用的趋势，避免更多的超级细菌出现，需要个人、医院、政府的共同努力。WHO推荐的预防和控制抗生素耐药性传播的措施包括如下几点：

个人：经过专业医生处方认证之后方使用抗生素；使用抗生素时，遵循医护人员的建议；通过定期洗手，注意食物卫生，避免与患者接触以及按期接种疫苗来预防感染。

政府：制定强有力的指导计划规范抗生素的使用；加强对耐药性病菌感染的监测；加强感染预防和控制政策和方案的执行；加大抗生素耐药的宣传科普。

医护人员：确保手、器械和环境的清洁，预防感染；只有在必要的时候才对患者使用抗生素；告诉患者如何正确使用抗生素，抗生素滥用的危害；告知患者如何正确预防感染。

生物医疗行业：投资研发新的抗生素、疫苗和其他药物。

农业部门：只给受兽医监管的动物使用抗生素；避免使用抗生素促进动物生长或者预防健康动物的疾病；给动物接种疫苗，以减少抗生素的使用，并使用抗生素的替代品；通过提高动物福利，改善养殖场的卫生状况，预防感染的发生。

参考文献：

1、https://www.cdc.gov/drugresistance/about.html

2、https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/antibiotic-resistance

3、Shallcross LJ, Davies DS. Antibiotic overuse: a key driver of antimicrobial resistance. Br J Gen Pract. 2014;64(629):604-605. doi:10.3399/bjgp14X682561

4、Batra S. The Psychosocial Development of Children: Implications for Education and Society — Erik Erikson in Context. Contemporary Education Dialogue. 2016;22(4):249-278.