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核心概念 人类健康 收藏的文章 发表:2020年11月11日

抗菌素耐药性:故事令人讨厌的敌人和强大的武器

文摘

你曾经有一个喉咙痛,咳嗽,发烧吗?我们所有人在我们的生活中至少有一次感觉不好!开出抗生素处方的医生可能帮助你杀死微生物负责感染,从而消除疼痛,咳嗽,发烧。由于药物如抗生素,我们可以很快从疾病中恢复过来。不幸的是,抗生素的非凡的力量威胁的现象称为抗菌素耐药性。抗菌素耐药性是什么,有什么我们可以停止吗?在本文中,我们描述抗菌素耐药性,它如何可能出现,以及我们如何可以帮助预防接种。

让我们澄清一个重要的点在我们开始之前:大多数微生物特别是细菌,是我们的朋友和生活在美国,比如在我们的内脏或我们的皮肤。虽然小,但这些微生物做令人难以置信的工作帮助我们消化食物和保护我们从外部敌人,引起疾病。然而,也有一些不好的微生物,我们应该保持在海湾,因为他们是危险的。继续阅读,看看我们可以战斗,打败他们。

对抗生素有可能成为无用的?

在许多情况下,我们生病,因为看不见生活的微生物入侵我们的身体,造成感染,让我们感觉不舒服。幸运的是,有药物,称为抗生素,帮助我们做得更好。“抗生素”一词源于希腊语,意为“反对生命。“这解释了什么抗生素:他们杀了我们的敌人,坏的细菌。可以友好的细菌产生的抗生素,通过模具或植物,也可以是实验室生产的合成分子。抗生素干扰细菌生命所必需的过程。例如青霉素,由亚历山大·弗莱明发现于1928年,是由模具生产点青霉块细菌增殖,防止细菌细胞外壁的发展。没有细胞壁,细菌破裂而死。许多抗生素被发现青霉素以来,都是有力的武器来对抗入侵的微生物。此外,由于科学的进步,现在可以大量生产合成抗生素和使用它们来成功地治疗细菌感染。

看起来,一旦发现,抗生素对细菌应该保持有效,直到永远。不幸的是,情况并非如此。细菌是聪明,他们试图生存的抗生素成为抵抗这些药物,这意味着抗生素不能伤害他们了。这种细菌的能力被称为抗菌耐(AMR)。因为AMR,即使是最有效的抗生素可以在很短的时间内成为无用的(1]。

细菌获得耐药性抗生素如何?

测试是否一种抗生素是有用的对某种类型的细菌,科学家可以把细菌与抗生素和检查是否细菌死亡(敏感细菌)或生存(耐药细菌)。这是一个直接测量效力的抗生素和细菌对药物的敏感性。或者,我们可以阅读细菌的“蓝图”,被称为基因组DNA。DNA包含的信息调节细菌的生命提供了制造蛋白质的指令,这是大多数生物的构建块。在细菌的情况下,我们可以找到和阅读他们的基因组的特定部分,解释他们如何成为一种抗生素耐药。

细菌的“蓝图”发生变化,称为突变,有时帮助细菌生存的抗生素。因此,细菌对抗生素敏感今天发展AMR明天通过基因组的突变。细菌也可以部分的DNA转移到其他细菌,所以他们可以“学习”已经抗生素耐药的细菌(图1)。

图1 -抗菌素耐药细菌(AMR)如何产生和传播。
  • 图1 -抗菌素耐药细菌(AMR)如何产生和传播。
  • (一)细菌在体内引起感染,例如在肠道,大多是antibiotic-sensitive(蓝色)。其中一个可能发展AMR(红色),因为其DNA的突变。(B)抗生素,这里显示为丸,治疗感染并杀死几乎所有的蓝细菌,但是红色的生存和繁殖,直到他们达到一个非常高的数字(见面板C)。这是危险的,因为耐抗生素细菌很难杀死,可以对身体造成严重感染。(D)红色的细菌可以一段DNA转移到一个敏感的细菌(蓝色的),将其转化成耐药细菌。

如果我们频繁使用抗生素吗?我们把太多的细菌生存的压力,他们变得越来越耐药。换句话说,AMR细菌蔓延整个人口越来越多,(2]。通过限制抗生素的使用,尽可能地减少这种压力。这就是为什么我们需要替代抗生素,以及如何减少患疾病的风险,需要用这些药物治疗。

我们的军队:免疫系统

人类的免疫系统是由细胞和分子,专门保护我们免受外部入侵者,如细菌和病毒。当人体感染的细菌或病毒,细菌是公认的免疫系统的“外国”,因为它通常是在体内不存在。感染生物体免疫系统的部分被称为“看到”抗原,这些抗原通常出现在表面的细菌或病毒。阻止抗原,免疫系统产生的物质抗体。抗体与抗原结合,像特定箭能够识别微生物和杀害他们。

在免疫系统和微生物之间的这场战役中,我们的免疫细胞记住他们对抗微生物的特性,从而使相同类型的微生物更难再次入侵人体。所以,如果相同类型的微生物认为回来,它会淘汰出局,没有第二个想法。这就是所谓的免疫记忆它的基础是疫苗是如何工作的。

疫苗:训练免疫系统

现在你有一个想法的免疫系统是如何工作的,这将是更容易理解疫苗对我们所有人来说是多么的重要,以及它们如何有助于防止AMR。疫苗是由死,有时减弱,微生物,导致没有伤害我们。疫苗也可以由细菌抗原,如蛋白质和糖。当疫苗注入机体,死亡或减弱微生物(或其部分)被视为外国的免疫系统,几乎以相同的方式,一种传染性微生物。中包含的抗原疫苗刺激免疫系统产生抗体。抗体是非常具体和有效的,但是需要一些时间来发展,这就是为什么通常必须接种疫苗在生命早期(3]。抗体会在身体,所以如果接种疫苗的人遇到实际的微生物后,抗体已经将打击。

疫苗免疫系统还允许开发免疫记忆,这样身体会再次当它看到微生物做出快速响应。这正是一种疫苗是由:它教会什么是细菌或病毒的免疫细胞,免疫系统可以提前准备武器,准备当真正的微生物是(图2)。在细菌感染的情况下,如果一个接种疫苗的人的免疫系统已经准备好应对细菌,那个人可能不需要外部帮助抗生素。

图2 -疫苗和免疫系统。
  • 图2 -疫苗和免疫系统。
  • (一)疫苗(注射器)教细胞免疫系统的一个特定类型的细菌是由时间组成的。(B)免疫记忆保持的记录细菌,这身体准备再次战斗如果相同类型的细菌回来。(C)当身体后遇到实际的细菌,训练免疫细胞可以快速产生抗体(y形箭头)来对抗细菌入侵,试图保护自己免受攻击。

抗生素和疫苗之间的区别是什么?

所以,你可以看到,抗生素和疫苗都是用来对抗微生物。但重要的是要理解,他们以不同的方式工作。首先,尽管抗生素用于治疗疾病已经发生,疫苗接种感染之前,作为预防手段。你刚学,疫苗的作用是指导未来免疫系统对抗感染。第二,抗生素通常有一个单一的行动模式,这意味着他们在特定的方式攻击细菌。相比之下,疫苗可以使我们的免疫系统多个细菌抗原通常是发现在细菌表面。这种接触可以帮助免疫系统攻击细菌使用多个策略。最后,从感染疫苗可以提供终身保护,这意味着,如果你是接种一种特定类型的细菌,你将永远不会被在你的整个生活。抗生素不能这样做。

疫苗可以保护我们免受AMR如何?

减少抗生素的滥用是战斗的关键AMR,和疫苗可以帮助我们达到这一目标。因为接种疫苗防止感染,它减少了抗生素的必要性。减少抗生素的使用意味着更少的机会,将开发的抗生素耐药性细菌。

今天,疫苗已经帮助我们管理AMR的问题。让我们看看流感作为一个例子。流感是流感病毒”。“尽管抗生素有效阻止细菌的增殖,对病毒。他们没有任何影响然而,流感感染往往是不当使用抗生素治疗。所以,如果人们接种流感疫苗,我们将减少流感感染的数量,因此减少抗生素使用不当。我们也减少细菌发展AMR的压力。其他疫苗如何有助于减少全球AMR的例子包括细菌白喉、百日咳等疾病,我们都接种疫苗的儿童。由于接种疫苗,这些疾病不太频繁的今天,大大降低了需要抗生素治疗。同样,这降低了风险,导致白喉,百日咳将开发AMR的细菌。

最后,还有疫苗接种的另一个重要方面,你可能听说过,群体免疫(图3)。群体免疫是一个间接的保护形式,通常只能通过接种疫苗。基本上,接种疫苗的人越多,越难对微生物种群中传播,因为有那么一些人感染。群体免疫保护的人不能接种疫苗是至关重要的,像婴儿一样,太年轻,和那些病得太厉害而无法获得疫苗(4,5]。这些效应的总和的疫苗使它们成为一个重要的防御微生物和打击AMR中的一个有效武器。

图3——群体免疫接种的重要性。
  • 图3——群体免疫接种的重要性。
  • 在前面板上,很少有接种疫苗的人(那些绷带在他们的手臂)。没有足够的接种疫苗的人们保护绿色和黄色的衬衫,谁没有接种疫苗,从捕捉病毒从被感染的人(那家伙被红圈)。在底部面板,有足够的接种疫苗的人基本上创建一个抵御感染的人,由于医疗原因,不能接种疫苗。这是群体免疫:足够多的人接种疫苗后,无法轻易感染人群中传播,所以所有的人,包括那些未接种疫苗,保护。群体免疫有助于AMR,因为如果少人感染,不需要使用抗生素。

总体而言,我们希望本文能够帮助您理解AMR是什么和为什么它是重要的,我们根据医生的建议使用抗生素。同时,你现在应该知道疫苗是什么和为什么它帮助我们对抗AMR微生物。

术语表

抗生素:药物用于治疗由细菌引起的疾病。

抗菌素耐药性(AMR):经抗生素治疗细菌生存的能力。AMR是由于细菌基因,为细菌提供保护的抗生素。

抗原:从微生物蛋白质或糖公认为外国的免疫系统。疫苗中抗原可以包含教导免疫系统的微生物是由时间组成的。

抗体:物质产生的免疫系统,帮助对抗敌人,细菌和病毒。

免疫记忆:免疫系统的能力迅速,专门识别微生物,它已经遇到了。它是疫苗接种的基础。

群体免疫:接种疫苗的人创建一个抵御感染的人,由于医疗原因,不能接种疫苗。以这种方式感染不能很容易在人群中传播,所以所有的人,包括那些未接种疫苗,保护。请参阅图3

的利益冲突

RR是GSK疫苗的一个员工。

其余作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。


引用

[1]布鲁姆,d E。、黑色、S。,Salisbury, D., and Rappuoli, R. 2018. Antimicrobial resistance and the role of vaccines.Proc。国家的。学会科学。美国115:12868 - 71。doi: 10.1073 / pnas.1717157115

[2]克莱姆·e·J。,Wong, V. K., and Dougan, G. 2018. Emergence of dominant multidrug-resistant bacterial clades: lessons from history and whole-genome sequencing.Proc。国家的。学会科学。美国115:12872-7。doi: 10.1073 / pnas.1717162115

[3]Clem, a . s . 2011。疫苗免疫学的基础。j .水珠。感染。说。3:73。0974 - 777 - x.77299 doi: 10.4103 /

[4]詹森,k U。,and Anderson, A. S. 2018. The role of vaccines in fighting antimicrobial resistance (AMR).嗡嗡声。菌苗Immunother。14:2142-9。doi: 10.1080 / 21645515.2018.1476814

[5]Lipsitch M。,and Siber, G. R. 2016. How can vaccines contribute to solving the antimicrobial resistance problem?MBio7:e00428-16。doi: 10.1128 / mBio.00428-16

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