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细菌是如何产生抗生素耐药性的?

时间:2020-10-19 08:08:44

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细菌是如何产生抗生素耐药性的?

抗生素是一种化合物,它具有以下功能:

直接杀死细菌(杀菌)

抑制细菌的生长和繁殖能力(抑菌)

当机体抗击细菌感染时,入侵的微生物可能会让您的免疫系统招架不住。人们将抗生素应用到这场战争中,防御入侵者,直到免疫系统恢复,并彻底消灭余下的细菌。

抗生素如何抑制细菌生长呢?抗生素会阻断或干扰细菌赖以生长和生存的一些正常细胞代谢过程,例如:

破坏细菌细胞壁的形成,细胞壁可以保护细胞免受外部环境的影响

通过干扰氨基酸叠加形成蛋白质的过程,干扰蛋白质合成

破坏代谢过程,比如叶酸的合成。叶酸是细菌茁壮成长时必需的一种维生素B

阻断DNA和RNA的合成

抗生素失效是因为细菌有了各种方法来反击这些药物作用,例如:

阻止抗生素到达目标

您确实不想看到某人时,可能会做一些事情,比如躲避他们或避免接他们的电话等。细菌会采用类似的策略来避开抗生素。要阻止药物到达目标,一个有效的方法是让它根本无法得到吸收。细菌实现这一点的方法是改变膜的通透性或降低药物扩散的可用通道数量。另外一个方法是生成类似于俱乐部保镖那样的分子,将进入的抗生素护送出去。有些细菌利用来自三磷酸腺苷的能量来武装外排泵,将抗生素射出细胞之外。

改变目标

很多抗生素发挥作用的方法是附着于目标,阻止它与细胞内的其他分子相互作用。有些细菌的应对方法是改变目标的结构(甚至在其他分子内彻底替代它),这样,抗生素就无法识别或绑定到该目标。

破坏抗生素

这种对策对抗生素起到了最大限度的干扰作用。有些细菌并不只是将药物推开或设置分子障碍,而是通过直接中和自己的敌人来生存。例如,有几种细菌会产生一些酶,称为β-内酰胺酶,这个可以消灭青霉素。

细菌是怎样练就这些抗药习性的?有些情况下,它们并没有。有些细菌只是运用它们天生的能力。但很多细菌并不是一开始就对特定抗生素有耐药性的。细菌获得耐药性的方法是从其他细菌,甚至从不同的物种中复制一种基因,编译一种经过改变的蛋白质或酶,像β-内酰胺酶。获得耐药性基因的方法有很多:

在转化时进行:这个过程类似于细菌交配,微生物结合在一起,互相转移DNA。

通过染色体外一小段环状的DNA,即质粒:一个质粒可针对多种不同抗生素编译耐药性。

通过转位子:转位子是“跳跃基因”,即可在 DNA 分子之间跳跃的小片段DNA。一旦进入染色体或质粒中,它们可稳定地结合在一起。

通过从衰老、死亡的细菌中清理 DNA 残余。

遗憾的是,如果细菌在其染色体DNA中附着了耐药性基因,或从自由浮动的质粒中获得了耐药性基因,其所有后代都会继承这种基因和它所赋予的耐药性。耐药性基因为什么能够在细菌菌群中持续存在并传播呢?从根本上讲,这只是达尔文的适者生存原则降低到微观层面的反应,具有这些基因的细菌可以生存下来,比那些容易被消灭的细菌长得好。实际上,是我们不明智的抗生素用法选择了这些耐药品种!下面介绍我们犯了此类错误的几种做法:

忽视药瓶上的亮色标签和医生让你吃掉全部所开药物的忠告(即使开始觉得病情好转,也是一样)。如果您过早停止服药,免疫系统可能还不能够杀死残余细菌,只要有负隅顽抗的细菌未被杀死,它就能够分裂繁殖并扩散给其他人。

坚持让医生开抗生素治疗感冒或流感。抗生素对病毒根本不起作用,实际上,您这样吃药根本就没有效果。更糟的是,抗生素无法区别有益菌和致病菌。虽然我们注重清洁,但实际上,我们每天都与多种细菌和平共处。例如,我们的肠道布满细菌,分解我们无法消化的食物。服用抗生素时,它会杀死一些有益的微生物。不加区别地使用抗生素会赶走大多数体内正常存在的细菌,这反而为更邪恶的菌株打开大门,从而让它们在这些地方安营扎寨。

存储剩余的抗生素并尝试自己用药,并非每种抗生素都对所有感染起作用。医生会根据您的感染类型开特定的药物。还会为您的治疗选择特定的剂量和疗程。过去剩下的抗生素可能对您现有的感染根本不起作用,因此,尝试自我医治之前,最好征求医生的意见。

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