北京雾霾中发现64.4种耐药菌“人类最后的抗生素”都对它无效

　　雾霾天，北京的空气或许已经成为抗生素耐药性基因的“储存库”和传播途径。国际期刊《Microbiome(微生物)》上发表的一项最新研究结果揭示了上述现象。

　　该论文的通讯作者、瑞典哥德堡大学抗生素耐药性研究中心主任JoakimLarsson认为，空气可能会是抗生素耐药性传播的重要途径，而这之前没有被意识到。2015年2月，通过宏基因组高通量测序数据平台(MG-RAST)，研究团队从人类、动物和全世界不同环境收集了共864份DNA样本。其中，他们选取了来自北京的14份空气样本，来寻找作为环境要素之一的空气，是否含有抗生素耐药性的基因。

　　什么是耐药菌：在长期的抗生素选择之后出现的对相应抗生素产生耐受能力的微生物，统称耐药菌。所谓细菌的耐药性，是指细菌多次与药物接触后，对药物的敏感性减小甚至消失，致使药物对耐药菌的疗效降低甚至无效。耐药菌的出现增加了感染性疾病治愈的难度，并迫使人类寻找新的对抗微生物感染的方法。

　　分析结果表明，相比泥土、水等外部环境要素，北京空气中的微生物群落含有的已知抗生素耐药性基因(Antibiotic resistancegenes)种类最多，平均有64.4种。为了调查高丰度的抗生素耐药性基因是否是空气的普遍特征，研究团队在“454测序平台”调取了美国纽约和加州圣迭戈在家、办公室、医院三处的空气样本。对比北京的空气样本后，结果显示：在空气所含的抗生素耐药性基因的数量上，纽约和加州圣迭戈的三个场所与北京相当;但在种类上，北京的空气要比美国两个城市(办公室空气除外)更多。

　　值得警惕的是，研究团队在文章里指出，他们在北京的空气中发现了针对碳青霉烯类(Carbapenems)抗生素的耐药性基因。这意味着什么?文章把碳青霉烯类抗生素称作“一种可最后求助的抗生素”。实际上，碳青霉烯类抗生素是抗菌活性最强的一类非典型β-内酰胺抗生素，被广泛应用在呼吸系统感染、败血症等病症上，是治疗严重细菌感染最主要的抗菌药物之一。如果这类抗生素出现耐药性，意味着人类可能失去这“最后一根救命稻草”。

　　这也是研究团队最为担忧的事情。20世纪上半叶以来，人类广泛利用抗生素抑制、杀灭致病微生物的功能，来救治疾病。但滥用的副作用随之而来，病菌进化出耐药性，使得相应的抗生素无法奏效，人类对感染将束手无措。对现代人类的健康来说，病菌的抗生素耐药性是一大威胁，据统计，每年大概有70万人因此去世。

　　病菌的耐药性速度和抗生素的调整速度是一场生命的赛跑，若无处不在又具有流动性的空气成为耐药性基因的“储存库”和传播途径，人类要想赢得这场比赛将更为艰难。

　　那么，北京的样本空气中被发现的耐药性细菌是否是活的?该论文没有给出结论。但JoakimLarsson表示：“根据其他关于空气的研究，有理由相信，空气里混有死的和活的细菌。”如果空气中带有耐药性的细菌具有活性，其带来的风险是直接的。

　　不过为了更具普遍性，研究团队还需要调查、对比更多地方的空气样本。目前而言，研究的样本数量不多。接下来，研究团队将对欧洲的污水处理厂进行下一步研究，采集附近的空气，探究空气中的耐药性细菌如何传播。由于污水处理厂混有多种细菌，给细菌之间进行耐药性基因交换提供了方便，科学家认为，污水处理厂是细菌耐药性传播的一环。

　　在结论中，研究团队呼吁：“建议对制药工厂的废弃物排放采取严格的监管措施，并倡议更加重视空气在传播抗生素耐药性上发挥的作用。”

　　抗生素和耐药菌：你所不知道的战争

　　一个故事

　　26岁的小陈是北京一名普通白领，最近他因为感冒耽误了不少工作。“刚开始是打喷嚏、流鼻涕，后来吃了药还不见好，又换了好几种抗生素类药。”小陈说，因为怕耽误工作，他每次有点小病就把家里的抗生素药拿出来吃。

　　和小陈想法一致的人不占少数。“感冒直接吃药省事，到医院还要检查，太麻烦了。”市民王女士也说，她和老伴一般都是在家吃抗生素药，病也能好。

　　阿莫西林、罗红霉素、氟哌酸、头孢等等中国家庭中可能常备的“消炎药”真的是可以随意使用的良药么?

　　耐药微生物从何而来

　　当你随意使用抗生素时，微生物的世界里发生了什么?

　　(来源：CDC Antibiotic Resistance Threats, 2013)

　　上图大致描述了耐药菌扩散或者获得一种抗药性的过程。当细菌具备多重耐药性时，人们就把它称为“超级细菌”。一种叫MRSA的“超级细菌”现在已经对几乎所有青霉素类抗生素都具有耐药性，这使得治疗它引起的感染极其困难。患者前往医院治疗时，可能把这种微生物传染给其他患者或者残留在医疗器械等用品的表面，这种医源性感染(Healthcare AssociatedInfections)加快了耐药微生物的传播。现在这个“超级细菌”现在已经扩散到了世界各地。

　　另一方面，用于家禽牲畜的抗生素也是一个扩散的源头。如果合理使用这些抗生素可以保持动物健康，保障粮食安全。然而，现在很多抗生素并没有用来治疗患病的牲畜，而是滥用于预防感染(以补偿不良的养殖方式和卫生条件)，或者仅仅是加快生长。养殖业中滥用的抗生素使得耐药菌存在于家禽和牲畜中。如果食物没有完全煮熟，残留在肉上的耐药微生物就会进入人体。这使得人们在耐药微生物面前显得更加脆弱。

　　微生物对抗生素的耐药性是一个自然发生的过程，然而由于近年来的抗生素滥用，微生物抗药性的发生速度和传播速度都在大大加快。旧的抗生素渐渐地对很多耐药菌都失效了。如果人类可以持续开发出新的抗生素，这可能不会成为问题，然而遗憾的是，我们抗生素的研发速度正在减慢。

　　新的抗生素上市数量在稳定地减少

　　(数据来源：美国FDA CDER)

　　面对一个日渐强大的敌人，抗生素这一最为有力的武器却快耗尽了弹药。这种状况如果持续下去会发生什么?

　　迫在眉睫的难题

　　如果现在抗生素失去了有效性，那么像内脏手术、剖腹产、癌症化疗等等关键的医疗干预手段都会变得太危险了。即便我们有一天找到了治愈癌症的方法，或许患者却会最终死于今天可以轻易治愈的微生物感染——因为在那一天我们的抗生素对这些微生物都不再有效了。

　　2050年：预计全球致死因素分布(百万人)

　　(来源：Review on Antimicrobial Resistance, 2014)

　　如果我们今天无所作为，那么到2050年，抗药菌感染将成为比癌症更可怕的疾病，全球每年会有1000万人因为感染了耐药菌而死去。

　　经济学的分析

　　在生物学家和化学家努力研发新的抗生素的时候，经济学家来给你聊一下为什么抗击耐药微生物这个问题这么让人头疼。

　　宏观经济学家JimO'Neill指出，抗击耐药微生物感染本质是要解决市场失灵的问题，主要原因来自三个方面：外部性(Externality)，不完备信息(Imperfectinformation)以及公共商品(Public goods)的角色。

　　外部性又叫外部成本。举例而言，一个工厂直接排污到河中，可以省钱但是对所有使用这条河的人造成了负面的影响。政府通常会通过税收或者其他干预手段来限制产生负外部性的活动。抗生素的滥用就属于负外部性的体现，个体通过过量使用抗生素可能会获益但是因此造成的耐药菌却会对整个社会产生负面影响。现在的问题之一在于这个过程政府的量化和干预不足。

　　不完备的信息在耐药菌问题中的体现是，治疗过程中的医生和患者并不能完全获得对方的信息。现用的病原体和耐药性鉴定方法在近百年来都还没有发生本质变化，医生需要花费2到6天甚至凭经验尝试抗生素来判断患者感染的类型，然后才能找到正确的抗生素治疗。这个原因延长了患者住院时间，增加了医疗花费，也助长了耐药微生物的发生。

　　另外不完备的信息体现在制药业的投入中。因为制药业无法确定究竟多少人在未来会需要一种新的抗生素，等到耐药性的问题突出时再进行研发却为时已晚，因为从研发到上市往往需要10到15年时间。在因此不完备信息需要被考虑到医疗成本中去。

　　灯塔引导船只却不直接收取费用，往往需要政府补贴以维持运营，抗生素在医疗行业中的地位和港口上的灯塔类似

　　公共商品与私人商品相反，是一种非竞争、非排他性的产品。举例而言，灯塔可以为入港的船只提供导航，但是船只并不直接向灯塔支付费用，政府或者私人港口有时会通过干预来为灯塔的支出做出补偿。抗生素可以看做医疗领域的一个灯塔，因为如果没有有效的抗生素保驾护航，整个医疗行业的很多活动比如手术和化疗都会具有很大的风险，化疗药物、人工关节等等相关产品的销售也会受到影响。所以如同灯塔一样，通过政府和制药业来筹资帮助抗击耐药菌是合理的。

　　同一个世界，同一个答案

　　国际社会正渐渐意识到抗击耐药微生物的必要性和迫切性。

　　在2015年，世界卫生组织批准了《抗微生物药物耐药性全球行动计划》，目标是尽可能保证长期持续使用安全有效的药物来有效治疗和预防传染病，这些药物应有质量保证，并以负责任的方式投入使用。

　　在2016年9月21日，第71届联合国大会纽约召开高级别峰会，号召全球领导人共同为打击抗微生物药物耐药性作出承诺。

　　耐药微生物成为继艾滋病、非传染性疾病和埃博拉之后，联合国史上第四次在大会期间讨论的卫生议题(来源：UN.org)

　　在2016年8月5日，中国卫生计生委颁布了《遏制细菌耐药国家行动计划(2016-2020年)》，从国家层面对抗菌药物的研发、生产、流通、应用、环境保护等各个环节加强干预和监管。

　　不论是世界卫生组织的倡议，还是中国政府颁布的国家行动计划，国际社会给出了一份相似的解决方案：

　　结语

　　英国惠康基金会(WellcomeTrust)估计，全球每年花费40亿美元就足以抗击耐药菌的发展，这和无所作为带来的代价相比是一笔很小的开销。尽管这样的花费仅占到了20国集团医疗开销总量的0.05%，而各国重视程度和投入水平却还没有达统一的理想程度。

　　让人鼓舞的是，一些国家的企业正通过研发新技术在成为先锋。比如为了解决信息不完备的问题，帮助医生做出正确的用药决策，防止抗生素误用并缩短治疗时间，有的企业正在从基因检测的层面开发新一代的病原体和耐药性鉴定技术。

　　现在确定的一点是，世界上没有任何一个国家可以独自迎战抗生素耐药菌的问题，只有众多的国家可以参与到这场微观世界的战争中来，赢取胜利才有希望。这个过程需要政府，制药业和医疗供应者的通力合作，同时更关键的是每一个普通人的参与。

　　抗击耐药微生物，逆转超级细菌的诞生，你愿意和大家一道么?

　　原标题：北京雾霾中发现64.4种耐药菌“人类最后的抗生素”都对它无效