后抗生素时代来临
2017-09-29 21:00:31   来源：译言   作者：  评论：0 点击：

1928年夏天，当亚历山大·弗莱明从苏格兰度假回来，发现自己伦敦的实验室被一种叫做青霉菌的霉菌污染了的时候，科学对自然宣布主权的新时期随之来临。自那时起，他发明的抗生素以及一系列的创新，拯救了数百万人的生命，战胜了全球数不胜数的灾难。但是，从它出现的那一刻起，科学家们就知道青霉素总有一天会过期，只是不知道其具体的期限。

细菌会对抗生素产生抗药性，这是自然而然、不可避免的事情。碰巧的是，一些细菌拥有某类基因，能够让它们免于药物的侵害，并且这类基因不仅仅会传给下一代，有时也会传给它们的邻居。如今，计算流行病学家们终于得到了足够的数据，着手于找出这种现象的模型。但是，没有人使用这类工具预测抗生素时代的终结，因为它已经初见端倪。相反，他们集中精力于理解抗药菌何时会大行其道，以及医生们将如何去阻止这一现象。

2013年，疾病控制和预防中心主任汤姆·孚里登告诉记者，“稍有不慎，我们就会进入一个后抗生素时代。”如今，仅仅过了四年，该机构声称后抗生素时代已经来临。“我们之所以这么说，是因为泛耐药菌的出现。”该中心抗生素策略与协调单位的让·帕特尔说道。“不久前还很容易解决的炎症，如今却可能因为抗生素无法抵御它，而导致人类的死亡。”

去年八月，一名七十多岁的女士因为臀部细菌感染，住进了内华达州雷诺的一家医院。病灶属于一种名叫做耐碳青霉烯类肠杆菌的十分坚强的微生物。除了碳青酶烯，它还对四环素、黏菌素和市场上其他的一共26种杀菌剂都有抵抗力。几周后，她出现了感染性休克并且死亡。

对帕特尔一类的专业人士来说，这个案例标志着抗生素时代的结束和后抗生素时代的开始。如今的问题却是：这种泛耐药的传播会有多快？“抗生素无法抵御感染的情况何时会变成主流？”帕特尔说。“这是一个很难去预测的事情。”

她能知道这一点，因为她自己尝试过。早在2002年，第一例万古霉素耐药金黄色葡萄球菌感染出现在一名40岁的患有慢性足部溃疡的密歇根男人身上。这十分糟糕：金黄色葡萄球菌是最常见的细菌感染之一，而万古霉素是它最常用的克星。另外，抗性基因还处在一个质粒上——使得运转很容易的自由浮动的DNA环状结构。疾病控制和预防中心的流行病学家们和像帕特尔一样的微生物家们一起工作，来构造一个能够预测它的传播范围和速度的模型。尽管帕特尔不清楚具体的输出，她还能记得结果是多么的可怕。“我们非常、非常地担心这一问题。”她说。

幸运的是，他们的模型并不准确。从2002年开始，只出现了13例耐万古霉素金黄色葡萄球菌病例，并且没有人死亡。

这次失误也给整个团队带来了疑惑。但是这正是生物学的复杂之处。“我在实验室里用这种抗药细菌做实验，细菌生长完全没问题，但好像不会从一个人身上传播到另一个人身上，”帕特尔说。尽管他们还不知道其原因，有一个假说是，这些抗性基因的产生是需要付出代价的。一方面，这种葡萄状球菌对各种抗生素免疫，同时，同样的DNA也使它难以在人体外生存。医院的规定、时间和地理位置也可能对传输速率产生影响。这听起来更像是预测天气，而不是什么别的容易预测的东西。

“我们不能够纸上谈兵。需要使用仿真模型，使他们更好的融合。”一名公共健康调查员在约翰霍普金斯说道。他和芝加哥和奥兰治县的医疗保健网络一起工作，预测CRE（碳青霉烯类药物耐药的肠杆菌细菌）——一种使内华达州的女人丧命的细菌——最有可能的路径，并记录在医院系统中。在过去，和帕特尔试图摸清耐药金黄色葡萄球菌的传播规律一样，这些模型完全是基于方程的，并且必定是十分复杂的方程。但是，方程不适用于人类行为、细菌生物学和两者对于周围环境产生的作用。“在我们的领域里，越来越多的人们意识到，为了理解抗生素耐药菌传播的细节，你必须拥有数据驱动的仿真模型，使得你能够观察到数百万种不同的假设。就像气象学家们那样。”李如此说道。

在李去年发表的研究中，他研究了CRE会传播到奥兰治县的28家急性护理医院和74家疗养院的可能性。在他的模型中，每个虚拟设备都拥有很多基于临床诊断的信息，并描述了各个设备之间如何联动。这个模型把每一个病人看做一个计算实体，无论在特定的一天其是否携带了CRE。这些实体在医疗生态系统中运转，与医生护士、床、椅子、桌子和门产生交流，这种交流会重复数亿万次，每一次模拟都会随之做出微小的调整。他发现，如果不采取感染控制措施，比如定期检测患者的流行性耐药性，隔离携带者，CRE在十年之内，将在奥兰治郡几乎每一所卫生保健设施中流行。

一旦CRE存在于一个卫生保健系统里，就很难将其根治。“这就好像试图根除房子里的白蚁一样，”李说，“一旦这里的一切都联动起来，它就成为生态系统里一个棘手的部分。”所以，如果医生护士能够预测到谁是那个传播CRE的人，他们起码能够控制住这种威胁。即便他们能为这位病人做的少之又少。

现在，值得高兴的是，唯一一例人际间的100%耐药菌传播只存在于李的超级计算机里。现实中，还没有任何记录在案的案例。但那正是帕特尔和疾病控制和预防中心正在寻找的东西。帕特尔说，“这能够大大推进进程，进入下一个阶段。”为了更好地观察，去年，机构花了1440万美金构建了七个区域实验室网络，用于检测医院带回来的细菌样本的基因。并且他们正在进行一个试点项目，致力于把美国的每一家公司和疾病控制和预防中心的监控系统直接联系起来，能够自动地标记出全国范围内实时的每一起严重的抵抗案例。

但事件依旧并不乐观。就在上周，世界卫生组织发布了一份报告，分析了目前临床开发的所有抗菌药物。它的结论却十分残酷：药物跟创新都还十分欠缺。正在研发的51种治疗方法中，几乎每一种都存在一定数量的预先存在的抗体。像帕特尔和李这样的研究者，希望他们的工作能够帮助将目前的威胁最小化，并将新的威胁扼杀于摇篮，并和医药公司合作发展新型的药物。抗生素时代可能已经过去，而接下来发生的事情，还有很多要说。