青霉素是人類最早發(fā)現(xiàn)的抗生素,在青霉素發(fā)現(xiàn)之前,20世紀40年代以前,人們針對細菌感染束手無策,人類一直未能掌握一種能高效治療細菌性感染且副作用小的藥物。
人類進入微生物世界
1674年,荷蘭顯微鏡學家、微生物學的開拓者,列文虎克(Antoni vonkeuwenhoek,1632一1732)用自制的、當時分辨率最高的顯微鏡進行了廣泛觀察。由此,人類對自然的探索進入了由種種活著的“微小動物”組成的微生物世界。
他是第一個用放大透鏡看到細菌和原生動物的人。盡管他缺少正規(guī)的科學訓(xùn)練,但他對肉眼看不到的微小世界的細致觀察、精確描述和眾多的驚人發(fā)現(xiàn),對18世紀和19世紀初期細菌學和原生動物學研究的發(fā)展,起了奠基作用。他根據(jù)用簡單顯微鏡所看到的微生物而繪制的圖像,今天看來依然是正確的。
路易斯·巴斯德(LouisPasteur)1822年12月27日出生于法國東爾城,微生物學家、愛國化學家。他研究了微生物的類型、習性、營養(yǎng)、繁殖、作用等,把微生物的研究從主要研究微生物的形態(tài)轉(zhuǎn)移到研究微生物的生理途徑上來,從而奠定了工業(yè)微生物學和醫(yī)學微生物學的基礎(chǔ),并開創(chuàng)了微生物生理學。
循此前進,在戰(zhàn)勝狂犬病、雞霍亂、炭疽病、蠶病等方面都取得了成果。英國醫(yī)生李斯特并據(jù)此解決了創(chuàng)口感染問題。從此,整個醫(yī)學邁進了細菌學時代,得到了空前的發(fā)展。
美國學者麥克·哈特所著的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》中,巴斯德名列第12位。其發(fā)明的巴氏消毒法直至現(xiàn)在仍被應(yīng)用,市場上出售的消毒牛奶就是用這種辦法消毒的。巴斯德被稱為“微生物學之父”。
青霉素發(fā)現(xiàn)簡史
青霉素能殺滅各種病菌,卻對人體幾乎沒有毒性,因此是迄今為止在臨床上應(yīng)用最為廣泛的抗生素.歷史上,它的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用與3個人密不可分.他們分別是亞歷山大·弗萊明(Alexander Fleming)、霍華德·弗洛里(Howard Florey).恩斯特·錢恩(Ernst Chain). (王斌全,趙曉云.青霉素的發(fā)現(xiàn)及應(yīng)用[J].護理研究,2008,(20):1879. )
一個意外發(fā)現(xiàn)改變了人類感染性疾病的結(jié)局。
1928 年夏, 英倫三島的天氣特別悶熱—倫敦大學圣瑪麗醫(yī)學院賴特研究中心也破例放了暑假。細菌學教授亞歷山大·弗萊明(1881 ~ 1955)連實驗臺上雜亂無章的器皿都沒有收拾好,就準備到海濱去度假了—這是他多年科研生涯中的第一次。9 月初,天氣漸涼,度假的人們陸續(xù)回來了。弗萊明跨進他離開多日的實驗室?!霸懔?,長霉菌了!”弗萊明小心翼翼地取出一個個培養(yǎng)細菌的器皿,取到第五個時,突然驚奇地叫了起來。
實驗室中的弗萊明
培養(yǎng)液受到污染而發(fā)霉,就不能再用來做實驗了。通常的做法, 就是把它一倒了之。但弗萊明卻沒有這樣做,他要看是哪種霉菌在搗亂。于是拿起培養(yǎng)皿來仔細觀察,想了解為什么發(fā)霉的培養(yǎng)液就不能再用。對著亮光,他發(fā)現(xiàn)了一個奇特的現(xiàn)象:在青綠色的霉花周圍出現(xiàn)一圈空白—原來生長旺盛的“金妖精”不見了!(陳仁政.青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明 10個"發(fā)明之父"之五[J].百科知識,2018,(10):24-26.)
后來知道。這是從樓上一位研究青霉菌的學者的窗口飄落下來的。弗萊明對青霉菌繼續(xù)觀察。幾天后發(fā)現(xiàn)青霉菌成了菌落,培養(yǎng)湯呈淡黃色,也有殺菌能力。于是他推論.真正的殺菌物質(zhì)一定是青霉菌生長過程中的代謝物,他稱之為青霉素。(王渝生.弗萊明:"偶然"發(fā)現(xiàn)青霉素[J].科技導(dǎo)報,2008,(4):98. )
1928年英國細菌學亞歷山大·弗萊明由于一次幸運的過失而發(fā)現(xiàn)了世界上第一種抗生素—青霉素。但由于當時技術(shù)不夠先進,F(xiàn)leming并沒有把青霉素單獨分離出來。(1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā),弗萊明在整個大戰(zhàn)期間都在軍隊醫(yī)療隊中服務(wù)。當時由于沒有有效治療病菌感染的藥物,導(dǎo)致許多士兵因簡單的細菌感染引發(fā)敗血癥死亡。這讓弗萊明下定決心要找出一種新藥來消滅病菌。戰(zhàn)爭結(jié)束以后,他回到圣瑪麗醫(yī)院細菌實驗室工作。)(張帆.青霉素的發(fā)現(xiàn)簡史[J].生物學教學,2008,(7):70-71.)
弗萊明推論真正的殺菌物質(zhì)是這種特異青霉菌生長過程產(chǎn)生的代謝物,并將它命名為青霉素(penicillin,盤尼西林)。1929年,弗萊明在《新英格蘭醫(yī)學雜志》上發(fā)表了自己的發(fā)現(xiàn)。遺憾的是,這篇論文發(fā)表后一直沒有受到科學界的重視。當時的研究所所長幾乎不愿意再為弗菜明提供任何儀器和設(shè)備,致使弗萊明的研究舉步維艱,加之弗萊明本人也沒有意識到自己工作的重要性,弗萊明不懂生化技術(shù),無法把青霉素提取出來,因而也無法在實際中應(yīng)用。所以這個偉大的發(fā)現(xiàn)很快就被埋沒了,這一來就是10年。
青霉素真正被運用于臨床治療是20世紀40年代的事,年輕的牛津大學病理學家弗洛里(Howard walter Florey,1898一1968)和德裔生物化學家錢恩(Emst Boris chain,1906一1979),在一本積滿灰塵的《新英格蘭醫(yī)學雜志》上意外地發(fā)現(xiàn)了弗萊明的這篇論文。產(chǎn)生了極大的興趣,二人決心將弗萊明的研究繼續(xù)下去,立即把全部工作轉(zhuǎn)到對青霉素的研究上來,一度中斷的青霉素研制工作終于出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機。他們對青霉菌培養(yǎng)物中的活性物質(zhì)——青霉素進行提取和純化,經(jīng)過18個月的艱苦努力,他們終于得到了100mg純度可滿足人體肌肉注射的黃色粉末狀的青霉素。
同年8月,錢恩和弗洛里等人把對青霉素的重新研究的全部成果都刊登在著名的《柳葉刀》雜志上。在醫(yī)學史上,這被 稱作“青霉素的二次發(fā)現(xiàn)”。年屆6旬的他立即動身趕到了牛津,會見了30多歲的錢恩和40出頭的弗洛里,并把自己培養(yǎng)了多年的青霉素產(chǎn)生茵送給了他們。利用這些產(chǎn)生菌,他們培養(yǎng)出效力更大的青霉素菌株。(王渝生.弗萊明:"偶然"發(fā)現(xiàn)青霉素[J].科技導(dǎo)報,2008,(4):98. )
弗洛里
錢恩
青霉素再次發(fā)現(xiàn)之后,它的命運仍十分坎坷,英國沒有合適的機會讓其進一步產(chǎn)業(yè)化,在美國,弗洛里等人終于得到了自己需要的幫助。1943年10月,弗洛里和美國軍方簽訂了首批青霉素生產(chǎn)合同。
1944年,英美聯(lián)軍在諾曼底登陸,開辟了第二戰(zhàn)場,開始大規(guī)模地同德國法西斯作戰(zhàn),受傷的士兵越來越多,對抗菌藥物的需要也越來越迫切,青霉素在醫(yī)治傷員時顯示了極大的威力。青霉素在二戰(zhàn)末期橫空出世,迅速扭轉(zhuǎn)了盟國的戰(zhàn)局。在軍方的大力支持下,青霉素終于開始走上了工業(yè)化生產(chǎn)的道路。
戰(zhàn)后,青霉素更得到了廣泛應(yīng)用,拯救了數(shù)以千萬人的生命。到1944年,藥物的供應(yīng)已經(jīng)足夠治療第二次世界大戰(zhàn)期間所有參戰(zhàn)的盟軍士兵。因這項偉大發(fā)明,1945年,弗萊明、弗洛里和錢恩因“發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
與原子彈、雷達并稱“第二次世界大戰(zhàn)期間的三大發(fā)明”的青霉素,最終成為具有驚人療效的藥物,不但在第二次世界大戰(zhàn)期間成功地挽救了成千上萬病人的生命,而且使人的平均壽命延長了15 年。
1945年,英國化學家霍奇金(D.C.Hodgkin)用X射線衍射法測出了青霉素的分子結(jié)構(gòu)。
1944年9月5日,中國第一批國產(chǎn)青霉素誕生,揭開了中國生產(chǎn)抗生素的歷史。
青霉素的發(fā)現(xiàn)標志著抗生素紀元即化學治療的黃金時代的開始。青霉素大量應(yīng)用以后,許多曾經(jīng)嚴重危害人類的疾病,那些曾是不治之癥的猩紅熱、化膿性咽喉炎、白喉、梅毒、淋病,以及各種結(jié)核病、敗血病、肺炎、傷寒等,都受到了有效的抑制??股夭坏珡V泛的應(yīng)用于細菌感染性疾病的治療,應(yīng)用于腫瘤放化療中感染的防治。此外如器官移植、關(guān)節(jié)置換、心臟手術(shù)都離不開抗生素的使用。之前一篇文章提到的偉大的國際主義戰(zhàn)士白求恩的犧牲,如果那時候有抗生素,也許就不會因為手術(shù)中一次意外的劃傷而最終導(dǎo)致死亡。
哈特在《歷史上最有影響的100 人》中把亞歷山大·弗萊明對醫(yī)學的影響,排在所有對醫(yī)學做出貢獻的人之首(列總排位的第45 位)。足見青霉素對人類健康起到的作用有多大。弗萊明活了74歲。他晚年曾應(yīng)邀參觀美國一所著名的生物實驗室,只見實驗室窗明幾凈。各種儀器器皿擺放整齊有序。當時弗萊明不無幽默地說:“如果我的實驗室也這樣現(xiàn)代化,我可能永遠也發(fā)現(xiàn)不了青霉素?!边@句話非常耐人尋味。它使我們思索.一個偉大的發(fā)現(xiàn)可能開始于一個機遇性的觀察。而一個突破性的頓悟則來自長期的有目標的積累。
超級細菌--全球性的危機
然而就像青霉素的發(fā)現(xiàn)在1929年被發(fā)表后的10年內(nèi)無人重視一樣,弗萊明院士在1945年領(lǐng)取諾貝爾獎的演講中發(fā)出的警告同樣在很長一段時間內(nèi)沒有被人們重視。它就是——抗生素耐藥(超級細菌)!今天它已經(jīng)成為了全球性的危機。
弗萊明在諾貝爾獲獎獲獎演講中就警示了抗生素濫用可能存在的危害。他提到在實驗室中如果沒有給細菌暴露在足夠濃度的青霉素下,細菌不但不會被殺死而且會產(chǎn)生對青霉素的耐藥。
上世紀40年代青霉素的臨床應(yīng)用開啟了人類的 抗生素時代,但幾乎在同一時期也發(fā)現(xiàn)了青霉素 酶,即已認識到細菌對抗生素的耐藥性問題。后 者可以是天然固有的或獲得性的。如今僅約70年時 間,細菌抗生素耐藥性已嚴重地威脅著感染性疾病 的治療,并成為全球醫(yī)學、公共衛(wèi)生、食品安全及 環(huán)境領(lǐng)域等共同關(guān)注的重要問題。目前細菌多重 抗生素耐藥性的全球出現(xiàn)與人類有限的新型抗生素 研發(fā)能力的矛盾現(xiàn)象已引發(fā)了社會對后抗生素時代 來臨的擔憂。(李顯志.抗生素耐藥基因古老起源與現(xiàn)代進化及其警示[J].中國抗生素雜志,2013,(2):81-89.)
細菌耐藥性可分為固有耐藥(intrinsic resistance)和獲得性耐藥(acquired resistance)。固有耐藥性又稱天然耐藥性,是由細菌染色體基因決定、代代相傳,不會改變的,如鏈球菌對氨基糖苷類抗生素天然耐藥;腸道G-桿菌對青霉素天然耐藥;銅綠假單胞菌對多數(shù)抗生素均不敏感。獲得性耐藥性是由于細菌與抗生素接觸后,由質(zhì)粒介導(dǎo),通過改變自身的代謝途徑,使其不被抗生素殺滅。如金黃色葡萄球菌產(chǎn)生β-內(nèi)酰胺酶而耐藥。細菌的獲得性耐藥可因不再接觸抗生素而消失,也可由質(zhì)粒將耐藥基因轉(zhuǎn)移個染色體而代代相傳,成為固有耐藥。
細菌耐藥性(Antimicrobial resistance,AMR)持續(xù)增長,但新上市抗生素數(shù)量卻持續(xù)下降.抗生素耐藥基因(Antimicrobial resistance gene,ARG)和抗生素耐藥菌感染已嚴重威脅人類健康.因此,需要多方面聯(lián)合采取措施來應(yīng)對AMR所帶來的各種挑戰(zhàn),包括創(chuàng)新生物醫(yī)藥、改善抗生素使用和抗生素耐藥監(jiān)測系統(tǒng)、減少抗生素耐藥基因產(chǎn)生速度、阻止健康護理相關(guān)感染和多重抗生素耐藥菌傳播與擴散、開發(fā)微生物學快速診斷方法與設(shè)備、減少臨床和獸醫(yī)抗生素濫用等.慶幸的是,AMR已受到各國政要、科學家和企業(yè)家等的高度重視與支持,相信隨著新技術(shù)、新產(chǎn)品的不斷問世和管理新措施的不斷出臺,AMR問題一定會得到控制和緩解.(尹業(yè)師,陳華海,曹林艷, 等.細菌耐藥性應(yīng)對策略研究進展[J].生物工程學報,2018,(8):1346-1360. )
世界衛(wèi)生組織發(fā)布迫切需要新型抗生素的清單,排第1位的是碳青霉烯類藥物耐藥的鮑曼不動桿菌(CRAB)。CRAB是更加嚴重的全球性超級細菌,除去南極洲其它六大洲的任何一個國家的醫(yī)院里都有它的存在,它是監(jiān)護室的噩夢。
監(jiān)護室的噩夢-多耐藥鮑曼不動桿菌。鮑曼不動桿菌幾乎全部分離自醫(yī)院環(huán)境,偶爾分離自土壤及水標本中,他的自然棲息地仍不明確。
鮑曼不動桿菌耐藥已經(jīng)成為了全球性問題,世界七大洲只有南極洲沒有分離到多耐藥的鮑曼不動桿菌,碳氫霉烯類藥物耐藥鮑曼不動桿菌位列世界衛(wèi)生組織“新型抗生素研發(fā)重點病原體清單”中第一位。
人類將面臨無藥可用,超級細菌將成為人類的“終結(jié)者”。
濫用抗生素將產(chǎn)生末日細菌,最后人們將無藥可用?科學家發(fā)出警告
而中國無論是年抗生素使用總量還是人均抗生素使用量都位列全球第一。面對超級細菌中國面臨著異常嚴峻的形勢。中國政府以負責任的態(tài)度采取諸多行動來揭制細菌耐藥。
自2015年以來,每年11月的第三周,是世界衛(wèi)生組織(WHO)確定的“世界提高抗生素認識周(World Antibiotic Awareness Week,WAAW)”。
今年的主題
急需作出改變。我們很快就沒有可用的抗生素了。
(Change Can’t Wait. Our Time with Antibiotics is Running Out)
全球行動計劃的5項目標
1、通過溝通、教育和培訓(xùn),提高對AMR的關(guān)注和了解
2、通過監(jiān)測和研究,增強AMR知識和循證基礎(chǔ)
3、通過有效的衛(wèi)生和感染預(yù)防措施,降低感染發(fā)病率
4、在人和動物中優(yōu)化抗菌藥物使用
5、增加對新藥、診斷工具、疫苗和其他干預(yù)措施的資金投入
世界提高抗生素認識周
細菌耐藥防控 中國在行動
地球這顆星球已經(jīng)有45億年的歷史。而人類呢?只存在了14萬年。如果把地球的生命濃縮成一天,也就是24小時。那么人類存在的時間僅僅是,3秒。
3秒鐘,看看我們做了什么?對抗自然,甚至想主宰自然,自食惡果的歷史重復(fù)著上演。感染,曾是人類面對的致死率第一的疾病,抗生素的發(fā)明,使醫(yī)生面對先前束手無策的感染,第一次獲得了有效的治療手段。
但抗生素過度使用,導(dǎo)致了嚴重的耐藥問題,人類有可能將再次面對沒有抗生素的至暗時代。遏制耐藥,已迫在眉睫,愛護抗菌藥物,就是愛護我們自己的生命。
細菌耐藥防控 中國在行動
@臨床呼吸道疾病專家 鐘南山:必須要懂得合理用藥
@微生物耐藥防控專家 吳永寧:抗生素是戰(zhàn)略資源
@臨床感染性疾病診療專家 劉又寧:愛護抗菌藥物
@微生物耐藥防控專家 倪語星:規(guī)范送檢 監(jiān)測耐藥
@臨床微生物學專家 徐英春:加強感染專業(yè)發(fā)展
@重癥醫(yī)學專家 邱海波:耐藥防控 深入人心
@臨床感染性疾病診療專家 王明貴:藥用對 藥用好
@醫(yī)院感染治療與防控專家 胡必杰:感染需要正確診療與防控
抗生素耐藥性是對全球健康的一大威脅。
抗生素耐藥性antibiotic resistance耐藥性(即抗藥性)的一種。指原來對某抗生素敏感的生物(尤為病原微生物),經(jīng)突變后,變成對其高度耐受的特性。
世界各地的實驗室正采取行動監(jiān)測耐藥性傳播問題。
專家建議耐藥性監(jiān)測的數(shù)據(jù)應(yīng)該保存,并共享,以便能夠發(fā)現(xiàn)更有價值的信息。耐藥性的產(chǎn)生和我們大量的給動物服用抗生素有很大的關(guān)系,
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