細菌的耐藥性是怎樣產(chǎn)生的

由于細菌有了耐藥性，許多抗生素用起來(lái)已經(jīng)不那么靈了，這幾乎已經(jīng)是普遍都知道的事實(shí)了�？墒�，細菌是怎么會(huì )產(chǎn)生耐藥性的呢?

    四十年代青霉素剛發(fā)明的時(shí)候，可以說(shuō)是藥到病除。幾年后，大部分葡萄球菌便對青霉素產(chǎn)生了耐藥性，以后對半合成青霉素也產(chǎn)生了耐藥性，接著(zhù)又對另外一些抗生素——鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素、紅霉素產(chǎn)生了耐藥性。更糟糕的是被稱(chēng)之為“傳染”的現象：使用了某一種抗生素，病菌會(huì )同時(shí)對其他五、六種抗生素也產(chǎn)生耐藥性。有些細菌甚至可以在含有抗生素的環(huán)境中繼續生長(cháng)。這種現象是怎么產(chǎn)生的呢?

    人們按自然選擇原理解釋說(shuō)：抗生素對某些細菌是沒(méi)有殺傷力的。其他細菌被抗生素殺滅了，這些細菌卻可以繼續生長(cháng)。于是產(chǎn)生了一種只有用新型抗生素才能殺滅的菌株。

    這并非是一種不合邏輯的推測，但不是問(wèn)題的關(guān)鍵。細菌對抗生素產(chǎn)生耐藥性是由于抗藥基因(轉換因子)的存在。這種基因的存在甚至打破了經(jīng)典遺傳學(xué)的說(shuō)法，即：后天獲得的性狀特點(diǎn)是不能遺傳的。耐藥性的產(chǎn)生是由于“群體現象”，細菌相互交換有利因子，使所有的菌落都產(chǎn)生了耐藥性。

    微生物學(xué)家內奧米•達塔和維多利亞．M•休斯研究了已故英國學(xué)者默里博士于1917—1954年間在歐洲和亞洲大陸收集后封存的一批菌株樣品。這些樣品大多數來(lái)自人體的感染灶內部，而且大部分從未接受過(guò)抗菌素治療。然而，如今這些樣品中的大部分病原菌卻對一種或幾種抗生素有了抵抗力。這一對比促使人們要去研究：細菌究竟是如何學(xué)會(huì )“抵抗”的?    細菌是單細胞原核生物，沒(méi)有細胞核，細菌的遺傳物質(zhì)大部分存在于染色體中，小部分存在于質(zhì)粒中。質(zhì)粒是染色體外的另一種遺傳因子。質(zhì)粒并不是細菌生存和繁殖所必需的，但它們可以在菌株間、菌種間傳遞基因。這樣一種“穿過(guò)種與種之間屏障的通道”使基因的穩定性發(fā)生了變化：抗藥基因(轉換因子)通過(guò)質(zhì)粒進(jìn)行傳遞。

    巴斯德學(xué)院的細菌學(xué)家解釋說(shuō)：抗藥基因可以由一個(gè)質(zhì)粒轉移到另一個(gè)質(zhì)粒，由染色體轉移到質(zhì)粒，由質(zhì)粒轉移到染色體�？梢哉f(shuō)這是基因的傳染病。這就是微生物發(fā)生變異產(chǎn)生耐藥性的原因所在。

    為了更好地了解細菌是如何學(xué)會(huì )防衛自己的，就應該知道抗生素是如何將它們殺死的。我們以青霉素為例。

    青霉素殺死細菌主要是通過(guò)破壞它的細胞膜結構。這是由多糖、氨基酸組成的一種網(wǎng)狀結構。這些氨基酸通過(guò)酶緊密地連在一起。在這里，酶的作用如同織魚(yú)網(wǎng)時(shí)用的線(xiàn)和針，它的任務(wù)就是把氨基酸一個(gè)個(gè)地連起來(lái)。青霉素則具有與細菌合成細胞膜時(shí)需要的氨基酸類(lèi)似的結構。

    假如在細菌繁殖時(shí)有青霉素存在，酶會(huì )把育霉索誤認為氨基酸，這樣細胞膜的結構就有了缺損。由于細菌內的滲透壓通常比外界環(huán)境中的滲透壓高，于是細胞外的液體就會(huì )由這些缺損滲入細胞內，使細菌體發(fā)生膨脹，破裂，內含物逸出，直至死亡。

    但細菌可以通過(guò)產(chǎn)生另一種酶來(lái)進(jìn)行防衛。它可以識別青霉素分子，并與青霉素結合，使之失效，讓結構酶得以繼續工作。這種新的防衛性酶就叫青霉素酶。

    為了殺死這些已具有抵抗力的細菌就必須尋找另一種新的青霉素或者另一種青霉索酶所不認識的抗生素。于是人們發(fā)現了先鋒霉素。它與青霉素相似，但不象青霉索那樣有一條易被青霉素酶破壞的副鏈。

    當然，各種抗生素殺滅細菌的機制和細菌的防衛機制是不同的。鏈霉素殺死細菌是依*抑制核糖體功能。核糖體是細菌內的細胞工廠(chǎng)，它參與制造與代謝有關(guān)的必需氨基酸。對鏈霉素有耐藥性的細菌，則具有不同的核糖體。

    通過(guò)對這些具有耐藥性的細菌的研究，將發(fā)生變異的有耐藥性的細菌質(zhì)粒與正常細菌的質(zhì)粒加以比較，使我們了解了細菌到底發(fā)生了什么樣的變化。達塔和休斯通過(guò)三年多的工作得出了第一個(gè)結論：在默里博士收集的細菌中，24%有“傳遞質(zhì)�！�。它們可以將基因傳結實(shí)驗性大腸桿菌。他們認為：細菌后天獲得的對抗生素的抵抗力是由于有新的因子嵌入質(zhì)粒而產(chǎn)生的，更確切地說(shuō)是由于異常質(zhì)粒的增生。他們發(fā)現默里博士收集的細菌中有84種質(zhì)�？梢詫⑺鼈兊男畔⒁蜃觽鹘o實(shí)驗用大腸桿菌，而36形的大腸桿菌菌株有合成大腸桿菌素的基因。這種大腸桿菌素是由大腸內細菌產(chǎn)生的能殺死大腸桿菌的抗菌素物質(zhì)。其他一些質(zhì)粒則是隱性的，不能傳遞任何信息。接著(zhù)，研究人員試圖將這種因子移入細茵染色體中，使它們具有對某種抗生素的耐藥性。這種因子對卡那霉素、鏈霉素、氯霉素和TMP都有耐藥性。實(shí)驗結果是陽(yáng)性的，47例中有46例的質(zhì)粒至少具有一個(gè)抗藥因子。

  由此看來(lái)，遺傳學(xué)中關(guān)于后天獲得的東西不能遺傳的理論，可以改變一下了，生物可以將由于環(huán)境變化而發(fā)生的自身改變傳給下一代。就象長(cháng)頸鹿，它也不是一開(kāi)始就有這么個(gè)長(cháng)頭頸的，只是由于偶爾有個(gè)長(cháng)頸鹿的頭頸特別長(cháng)，吃起樹(shù)葉來(lái)很方便，于是這個(gè)特點(diǎn)就傳給了它的后代，這樣短頸鹿就被淘汰了。

    我們可以看到過(guò)份使用抗生素是很危險的。有學(xué)者推測，如果醫生繼續濫用抗生素，而新抗生素尚未發(fā)現，這將會(huì )導致細菌質(zhì)粒對抗生意的抵抗作用，從而引起全球的健康危機。

    醫院中對抗生素的長(cháng)期大量使用，促進(jìn)了許多耐藥菌株的產(chǎn)生。正因為此，如今大部分專(zhuān)家都反對在外科手術(shù)和鼻咽炎時(shí)長(cháng)期使用抗生素。

    這種預防措施不僅針對抗生素，目前世界衛生組織還正力圖制定一項合理計劃，以防止新型抗瘧藥、農業(yè)用殺蟲(chóng)劑等出現同樣的危險。

作者：伊馮娜摘譯    

 

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