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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人的性命，大大降低了由于傷口處細菌感染而引起的死亡幾率，因此名聲大噪的“神藥”青霉素的價格曾一度比黃金還要昂貴。

此后，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”這個概念，作為青霉素后第二個進入臨床使用的抗生素，鏈霉素拯救了無數(shù)結(jié)核病患者，使得中國古代望而生畏的“癆病”真正意義上地得到了有效治愈。然而，曾經(jīng)立下“汗馬功勞”的抗生素在近年來卻屢屢遭受媒體和百姓的非議，“超級耐藥菌”、“抗生素殘留”、“抗生素濫用”等話題層出不窮，那么究竟什么是抗生素？抗生素真的有傳說中的危害那么大嗎？生活中應該如何正確使用抗生素？抗生素發(fā)展的未來又將如何？筆者將從自己的觀點和研究經(jīng)驗出發(fā)，為大家解答這些問題。

在生活中，很多人認為具有“抗菌消炎”作用的藥物就是抗生素。而目前科學上抗生素（antibiotics）較為完整和準確的定義是指由微生物（包括細菌、真菌、放線菌屬）或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細胞發(fā)育功能的化學物質(zhì)。

因此，從定義上我們可以知道抗生素是一類天然來源的化合物，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，放線菌素和博來霉素等都屬于抗生素；基于天然產(chǎn)物化學骨架通過人工化學半合成進行結(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。因此，從定義上來看，大多數(shù)抗生素確實能夠滿足很多消費者的“純天然來源”消費觀，但是純天然的對人體就完全無害嗎？

實際上，如何有效避免抗生素對人體的副作用，長久以來都是藥物化學和生物化學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、細菌、放線菌等）是與人體真核細胞構(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)一般都針對于原核生物所特有的細胞結(jié)構(gòu)作為靶點，從而避免藥物與人體真核細胞的相互作用。也正是因此，對于結(jié)構(gòu)與人體細胞相近的真核病原微生物（真菌、原生動物等）、寄生蟲和沒有典型細胞結(jié)構(gòu)的病毒，到目前仍然缺乏廣譜、有效的抗生素藥物。

實際上，到目前為止人們發(fā)現(xiàn)的不同來源、具有生物活性的天然抗生素已經(jīng)超過兩萬余種，但是其中真正成藥的卻遠沒有這么多，大多數(shù)抗生素在基礎(chǔ)研究階段就被發(fā)現(xiàn)具有對實驗動物的副作用，因此也就停止了后續(xù)的成藥研究。我國科學家在早期尋找抗生素的研究中也取得了輝煌的成就，但正是由于當時的歷史原因和難以避免的藥物毒副作用，我國科學家所發(fā)現(xiàn)的抗生素并沒有和青霉素、鏈霉素一樣進入臨床使用。

早在1944年，上海丙康藥廠任廠長和研究室主任汪猷先生（后任中國科學院上海有機所的所長）偶然聽說世界上有人發(fā)現(xiàn)了一種特效的、從霉菌里培養(yǎng)出的抗生素（青霉素），于是他開始刻苦學習微生物學、發(fā)酵等方面的知識，決心在中國開拓出抗生素的研究道路。經(jīng)過幾年的實驗研究，克服種種困難，他終于從橘子果皮上生長的一類霉菌中成功分離得到了一種新型的抗生素——“桔霉素”，并寫了桔霉素的相關(guān)論文。該論文于1947年在美國著名雜志《科學》（Science）上發(fā)表后，美國一家通訊社從舊金山發(fā)出電訊，報道中國化學家汪猷制得一種新型抗生素的消息。

汪猷先生后來又針對桔霉素進行了深入的研究，發(fā)表了十余篇論文，但是后續(xù)的研究卻發(fā)現(xiàn)桔霉素具有顯著的腎毒性，因此無法進入臨床藥用。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)過漫長的研究周期和大量的經(jīng)費投入，每一種今天我們正在使用的抗生素不但是大自然的無私饋贈，更是由無數(shù)科研工作者付出了無數(shù)汗水所換來的。另一方面，我們也可以看出，抗生素毒副作用的問題由來已久，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治病。

直到今天，科研工作者仍然在努力試圖通過使用構(gòu)效關(guān)系解析、化學半合成、抗體偶聯(lián)等方法解決抗生素副作用的問題，這仍是一個任重而道遠的過程。

除了抗生素天然存在的毒副作用，抗生素耐藥性問題是當今社會面臨的重大問題之一。根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）統(tǒng)計，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)使得這一現(xiàn)狀更為嚴峻，多重耐藥“超級細菌”的出現(xiàn)曾一度引起社會的恐慌，而目前新型抗生素的研發(fā)速度遠慢于臨床中耐藥菌的產(chǎn)生速度，每當推出一種能夠臨床安全應用的抗生素，很快就能檢測到對其耐藥的病原菌，如此往復下去很可能造成最終對感染性疾病“無藥可用”的境地。

為什么抗生素濫用就會導致耐藥菌的出現(xiàn)？“感冒了，硬挺著不吃藥，就能防止自己身上出現(xiàn)耐藥菌”，這樣的觀點又是否正確呢？抗生素的濫用的確是導致耐藥病原體頻頻出現(xiàn)的直接原因，根據(jù)達爾文進化論的自然選擇學說，由于遺傳過程中的基因突變，具有不同基因型的病原菌同時生活在一個種群中，然而具有耐藥基因型的病原菌需要表達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在整個種群中并沒有優(yōu)勢，僅能以極低的比例存在；然而，當抗生素在這些病原菌的生長環(huán)境中出現(xiàn)時，本來處于生長優(yōu)勢的“野生型”病菌被大量殺死，而那些少量的“突變型”耐藥病原菌則得到存活，由此大量繁衍生息成為龐大的耐藥菌種群。

在大自然漫長的進化過程中，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的“破解方法”。科研工作者通過研究目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了數(shù)十類病原體耐受抗生素的抗性調(diào)控機制，能夠有效應對環(huán)境中出現(xiàn)的不同類型的抗生素。分裂生長速度越快的病原體，基因突變率就越高，其耐藥性產(chǎn)生的速度也就越快，因此生長、分離迅速的癌細胞和艾滋病病毒過快的耐藥性產(chǎn)生同樣也是目前世界范圍內(nèi)的重大科研難題之一。

據(jù)統(tǒng)計，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)速度遠遠慢于當今，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)級地出現(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”速度遠遠快于“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。

而人們對于抗生素的濫用，正是在對耐藥菌進行著無形的“人工篩選”。而如今世界范圍內(nèi)發(fā)達的交通運輸，使得這些“人工篩選”得到的耐藥菌可以快速傳播；即使你得了病也堅持不用抗生素，體內(nèi)確實沒有“篩選”出大量的耐藥菌，但是仍然有可能“躺槍”，因為世界上任何一個濫用抗生素的地區(qū)的患者身上的超級耐藥菌都可能以“迅雷不及掩耳”的速度到達我們身邊，而這些病原體一但感染了人體，將難以通過現(xiàn)有的臨床藥用抗生素進行治療。

因此，單靠社會上一兩個人堅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。但是話說回來，感冒了堅持不用抗生素，一點作用都沒有嗎？實際上，作用還是有一些的，因為對于一些類型的抗生素，人體自身也會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)生對于這類藥物的耐受性。

那么，得了病就不能吃藥了嗎？當然不是，得了病還是需要科學服藥的，但是應該嚴格按照醫(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，使用針對細菌的抗生素（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，還會無形中幫助了耐藥菌的產(chǎn)生；另外，不要長期只使用一種藥物進行治療，在產(chǎn)生相應的耐藥菌之前就適當?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。

雖然知道了抗生素濫用所帶來的危害，然而仍然有很多情況使我們防不勝防，這就不得不提一下“抗生素殘留”的問題。近年來，媒體新聞不斷揭露雞蛋、牛奶和一些肉制品中的抗生素殘留問題。

實際上，農(nóng)用抗生素使用已久，動物在生長過程中也難以避免感染病原菌，針對這些感染性疾病，人們研發(fā)了專門的獸用抗生素。而國內(nèi)很多農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)為了經(jīng)濟利益和省時省力，無論動物是否患病都在飼料中加入了過量的抗生素，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”，更可能在代謝過程中流入相應的農(nóng)產(chǎn)品中而進一步被人類服用。因此，抗生素殘留的問題根源正是農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)對于抗生素的濫用。

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粘菌素等）僅會在醫(yī)院得到正確使用，而不會做成非處方類藥物流入市場和藥店；同時，科研工作者也正為消除、減弱這些抗生素的毒副作用做著努力。但是，濫用這些對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遠和可怕的，當多重耐藥性的超級病原體大規(guī)模爆發(fā)之時，很可能將會成為人類的末日。

雖然抗生素濫用的后果十分可怕，但是我們也完全不必杞人憂天和坐以待斃。首先，我們應該從每個人做起，不要感冒發(fā)燒后就“自己給自己開藥”，應該遵循醫(yī)囑、科學合理用藥；其次，我們應該呼吁社會中醫(yī)藥和食品行業(yè)不要亂用抗生素，毫無節(jié)制地濫用抗生素無異于人類在自掘墳墓。另一方面科研工作者也在日以繼夜地做出著努力，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制也是一條有效的方案。

其中，我國工作者做出了重要的貢獻：去年的諾貝爾生理和醫(yī)學獎頒發(fā)給了發(fā)現(xiàn)抗瘧藥青蒿素的我國科學家屠呦呦，和發(fā)現(xiàn)抗寄生蟲藥物阿維菌素的威日本科學家大村智和愛爾蘭科學家廉·坎貝爾，屠呦呦在領(lǐng)獎時發(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》的獲獎感言，從我國和世界范圍內(nèi)的傳統(tǒng)藥材中進一步發(fā)現(xiàn)和挖掘新型抗生素將成為未來的研究潮流之一。

去年，中國科學院上海有機化學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——硫鏈絲菌素所具備的新型“雙重”抗菌作用機制，這是目前發(fā)現(xiàn)的唯一一類能夠主動作用于宿主（人體細胞）和胞內(nèi)寄生菌，并在殺滅病原菌的同時提高宿主免疫防御能力的抗生素，改變了人們此前開發(fā)抗生素過程中試圖完全避免其與人體細胞相互作用的傳統(tǒng)思路，這樣一種同時作用于宿主和寄生菌的獨特抗菌作用模式比起傳統(tǒng)藥物的抗菌機制更不易產(chǎn)生耐藥性，也將為未來抗感染藥物的設計和研發(fā)給出新的啟示。

總之，抗生素并不應該成為令人“談虎色變”的洪水猛獸，而是大自然為我們提供的瑰寶。在抗生素誕生之前，人們只能依靠迷信活動和用烙鐵燙發(fā)炎傷口的辦法治療感染性疾病，而今天抗生素的出現(xiàn)讓人類的平均壽命大大延長。我們應該學會感恩，一包價格并不昂貴的抗生素不但凝聚著大自然的鬼斧神工，更凝聚著其背后一代代科研工作者的辛勤汗水。今天，我們的生活早已經(jīng)離不開抗生素，但更不能讓未來毀于抗生素的濫用。杜絕抗生素濫用，應該從我們每一個人做起。

來源|科學網(wǎng)鄭慶飛博客 編輯|化學加

官微 化學加 2016-1-15同時發(fā)出

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