抗菌药物耐药已成为全球面临的最严重的公共卫生问题之一,目前抗菌药物耐药究竟面临哪些挑战?美国国家过敏和传染性疾病研究所 Anthony S. Fauci 博士就此发表了自己的观点,该文发表在 2014 年 3 月 20 日的 JAMA 上。现将主要内容编译如下。
最近,多重耐药性细菌的出现和全球碳青霉烯类耐药肠杆菌科细菌(CRE)的快速传播引起了公众的关注,有些人想知道正在进行的公共卫生和科学在同耐药微生物的「斗争」中是否能赢,特别是细菌。
事实上,抗菌药物耐药性的挑战是一个长期的威胁,永远不可能被消灭。这种威胁部分是因为微生物具有的快速复制和变异的内在能力,该能力为它们提供了抵御危害其生存的进化优势。因此,解决抗菌药物的耐药性威胁是一个永无止境的挑战。
斗争的持久性应该并不令人吃惊。自 1928 年发明青霉素以来,抗菌药物的耐药性与抗菌药物的使用联系在一起无法改变,甚至没有抗菌药物进化压力时亦发生耐药突变。冻土样品中细菌的研究发现,3 万年前细菌中就存在着抗性基因。因此,抗菌药物的耐药性问题并非由于抗菌药物单独所造成,但抗菌药物的使用和滥用,加剧了耐药的产生。
美国近 3/4 的成年急性支气管炎(普通病毒感染引起)患者就诊时接受不必要的抗菌药物治疗,因此临床医生起到了明确的作用。因兽医抗菌药物约占美国抗菌药物市场的 3/4,因此农业部门在抗菌药物的耐药中也扮演着一定的角色。
大多数应用抗菌药物来促进动物的生长,治疗以下剂量即可造成耐药的产生。这些问题并非美国独有,欧洲和世界其他地区的国家的农业部门和卫生部门都面临着类似的挑战。发展中国家所面临的挑战为:有限的细菌耐药监测能力和抗菌药物的不规范销售。
上述因素和其他因素相结合,造成了细菌耐药的全球性危机。单就美国来说,每年估计有 23 万人死亡与耐药细菌的感染相关。耐药菌感染每年花费美国的医疗保健系统约 200 亿美元,另外估计生产力损失约 350 亿美元。
耐甲氧西林金黄色葡萄球菌无孔不入,在美国急诊医院发现约 50% 的菌株。过去十年,新的碳青霉烯类耐药肠杆菌科菌株从美国 1 个州迅速传播到 44 个州。在印度,一半以上的细菌从产前检查门诊的尿样本中分离,提示了经常使用的抗菌药物产生了耐药。细菌耐药后,伴随着的是治疗选择逐渐减少,虽然 1983 至 1987 年间 FDA 批准了 16 种抗菌药物,而 2008 年和 2012 年间则只批准了 2 种。
需要从多方面来解决全球抗菌药物的耐药问题,将有效的预防,适当使用治疗药物,被动监测和主动发现病例相结合,拥有强大的,多部门的研究企业来研发新药和提高诊断,包括针对企业的基于市场的激励机制。
目前已取得了一些进展,例如,美国 CDC 推出了解何时使用抗菌药物的活动,来改变常见感染病处方中存在的问题。美国健康研究所与医院合作,改进用于预防导管相关血流感染和呼吸机相关性肺炎的用药方案,避免使用广谱抗菌药物。
此外,工业拓展了获得新抗菌药物的「渠道」,目前有 14 种抗菌药物正处于临床Ⅲ期试验,部分通过创新激励机制进行刺激,如产生新抗生素立即进行奖励,该方法提供了新药扩展市场的排他性。美国和欧盟已经制定减少农业中抗菌药物的使用政策。
生物医药研究企业在大学,学术医疗中心,政府实验室和其他部门是解决抗菌药物耐药众多方法中的重要组成部分,与公共卫生部门,制药工业和临床合作以提供必要的方法。美国国立卫生研究院最近重新调整努力的方向,解决抗菌药物的耐药性所带来的科学挑战。该方法以微生物学和相关学科的基础研究为基础,完整理解微生物的发病机制。通过这些基础提出诊断,预防方法学,治疗,服务于公共利益。
注意到微生物的进化优势,诺贝尔奖获得者—细菌遗传学家 Joshua Lederberg 把人类与微生物之间的相互作用描述成悬疑惊悚片,「人类与细菌基因斗勇」。随着基因组的技术革命,人类的智慧(人类的知识和技术能力)已大大扩展,研究人员能够快速获得大量的微生物和宿主的数据,制定干预措施目标。
例如,调查人员正在挖掘放线菌(临床相关抗菌药物的自然生产者)的基因组。初步研究表明,80% 至 90% 的抗菌药物化合物由已经无法识别的放线菌产生。基于这一点,Broad 研究所研究人员正在对 20 种放线菌测序并研究基因产物。十年前,该项目是不可行的,甚至只能想象,现可以提供一个研发抗菌药物数据的宝库。
科学家们正在积极地将发病机理研究转化为预防,诊断和治疗传染病的方法。现场及时准确诊断,努力防止产生抗菌药物耐药的重要性怎么强调也不过分。它们的使用将加强监测(包括发现疫情),通过鉴定生物及其抗菌药物的敏感性及时制止抗菌药物的不当使用。
在众多进展中,研究人员最近发现了一种新的诊断方法,可以快速区分呼吸系统疾病的病因学为病毒还是细菌感染。该早期阶段研究的方法是一种可以改变临床决策的干预,尤其是在急诊医疗机构中,如急诊科和无需预约的诊所。
此外,实时定量 PCR 技术可被应用到其他的检查方案中,包括确定细菌微生物和它们的抗性基因。该法已经在使用其他疾病中应用。例如,自动化检测能够识别结核细菌和耐利福平(一线结核病药物)的药结核杆菌,因此,此法可作为确定多药耐药结核杆菌的替代法。
从研发新的抗菌药物到对现有疗法的再利用,基础和临床研究也可产生新的治疗方法。例如,设计用于直接针对耐药机制的化合物(如,抑制泵外排的药物)。另一种方法是抑制细菌抵抗免疫系统的生物膜。
虽然提高诊断和治疗是解决抗菌药物耐药必不可少的方法,但还需寻找另外的方法。在此方面,已研发疫苗来预防出现耐药的难治性金黄色葡萄球菌,淋病奈瑟菌和其他微生物的感染。此外,观察到细菌与人类共存而无害,当宿主产生防御时则会打破这种平衡,研究人员考虑共生菌和微生物在解决抗菌药物耐药中的作用。据此利用健康的细菌保持防御以对抗未知的感染。
此外,在基本发病机制的研究中,研究者已发现针对细菌的毒力因子,及由细菌引起疾病的机制。积极研发抗毒素,抗细菌蛋白的剂单克隆抗体和分泌抑制剂。利用自然天敌来对抗细菌(例如噬菌体,它破坏了特异性物种方式的靶点)会避免根除无害共生菌。
总之,生物医药创新与改进监测,预防工作,快速诊断,推动技术发展的市场激励机制相结合,并减少抗菌药物的滥用,或可减少抗菌药物耐药带来的不断威胁。通过上述多种方法,人类才有可能应对抗菌药物耐药所带来的挑战。