开启医学新时代 (开启了抗生素拯救人类的历史)

提起抗生素,想必大家都不陌生吧!像平时吃的青霉素、头孢、阿司匹林等都是抗生素。据有关数据统计,2011年在中国,患者抗生素的使用率达到70%,是欧美国家的两倍,但真正需要使用的不到20%。预防性使用抗生素是典型的滥用抗生素。

当然抗生素有很多的好处,能消除感染,挽救生命,但如果长期服用抗生素,副作用会越来越明显。随着时间的推移,滥用抗生素副将吞噬人类的生命。

近年来,人们发现滥用抗生素引起一系列的疾病:肥胖症、儿童糖尿病、哮喘、花粉症、食物过敏、胃食管反流病、乳糜泄、溃疡性结肠炎等。

比如肥胖症,20年时间里,美国患有肥胖症的比例增长了18%。再比如青少年糖尿病,在20年时间内,发达国家的发病率增长了一倍,而且年龄越来越小,平均年龄接近6岁。还有儿胃灼热、胃食管反流这些原本不常见的疾病,呈爆发式增长。在这些疾病背后,是否有共同有罪魁祸首那?那是什么导致了这些疾病那?这本《消失的微生物》就为你答题解惑。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

我们先来介绍下作者,马丁·布雷泽,是国际人体微生物组研究领域的一位顶尖科学家,美国医学院院士,美国总统防治耐药细菌顾问委员会主席等等,用其毕生研究微生物的科研成果和深厚的专业知识撰写了这本《消失的微生物》的科普著作。2014年本书一问世便在全球引起巨大反响,并获得十二届国家图书馆文津图书奖。2015年,马丁·布雷泽被《时代》杂志评为全球最具影响力的100人之一。

一、抗生素是如何产生并应用于临床治疗的?

我们先来看一个故事,一个名叫安妮·米勒的护士,33岁时流产了,之后重病缠身,高烧达到41.60C,神志不清,浑身上下都感染了链球菌,这种状态持续了一个月,她得的是“产妇感染”。当时是1942年,这种疾病夺走了无数流产或分娩之后女性的生命。米勒女士濒临死亡的边缘,但幸运女神光顾了她。她的医生竟然弄到了一点青霉素,这是世界上第一批产的青霉素,产量极低,有市无价。米勒女士接受了青霉素治疗,几个小时后她状况开始好转,高热退了,神志清醒了。不到一个月,她完全康复了。有意思的是,因为青霉素的珍贵,人们将米勒的尿液收集起来。医药公司从尿液中提纯出残留的青霉素,再供其他病人使用。米勒女士90岁去世,是青霉素延续了她50多年的生命。

这是第一例青霉素临床应用的案例,青霉素开启了医学的黄金时代。终于,有一种药物可以治疗致命的细菌感染了。事实上,青霉素的抗菌效果自17世界就为人所知,只是医生们对此不知情罢了。古埃及人、中国古代的人以及中美洲的印第安人都曾使用霉菌来治疗感染的伤口。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

第二次世界大战爆发,成千上万的士兵死于战场创伤、肺炎并发症、或者腹部、尿道及皮肤感染,抗菌药物需要激增。1940年,牛津大学的病理学系霍华德·弗洛里及厄恩斯特·钱恩带领一个研究小组把青霉素找了出来。他们来到美国伊利诺伊州,研究霉菌的代谢(发酵)来寻找新的发酵用的微生物。但当时产生青霉素的霉菌寥寥无几。于是广发英雄帖,搜集来自各处的霉菌样品—土壤、发霉的粮食、水果及蔬菜。

巧合的是,一位家庭主妇送来的哈密瓜改变了历史。从中分离出的一株霉菌,可以产生每毫升250个单位的青霉菌,其中一株突变体的产量甚至高达每毫升5万个单位。今天世界上所有产青霉菌的菌株,都是1943年分离到这株霉菌的后代。你看,改变历史的事情就是这么随机,一个小小的巧合改变了人们的命运。

接二连三,人们又发现了链霉素、四环素、红霉素、氯霉素、异烟肼,它们联袂带领我们走进了抗生素的时代。同时,科学家们也制造了半合成药物,以及完全人工合成的或者非天然的化合物。今天,为了方便起见,我们将所有的药物统称为抗生素。

抗生素的发现是医学史上的一个伟大的发明。抗生素彻底改变了世界医药卫生行业的面貌。很多传染性的疾病能够被治愈,比如肺结核、脑膜炎、心脏瓣膜感染、溃疡等。《简爱》的作者夏洛蒂·勃朗特就是得肺结核去世,如果青霉素早点被发明,她就不会英年早逝了。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

外科手术也变得更加安全,在手术前使用抗生素可以降低手术感染的风险。但抗生素不是灵丹妙药,它会带来副作用。有些会损伤听觉神经,有些会在牙齿上留下斑点,有些甚至失去生命。同时,也会导致某些与人体共存的微生物消失,比如马丁•布雷泽教授研究的幽门螺杆菌,那幽门螺旋杆菌是如何消失的,消失之后对人体有哪些危害呢?

二、幽门螺杆菌消失带来的警醒?

马丁•布雷泽教授发现,虽然一开始认为幽门螺杆菌是病原体,它导致了炎症,增加患胃溃疡和胃癌的概率;但后来发现,它不完全是人类的敌人,有时候它也是我们的朋友,它保护了食管,降低了患食管反流疾病或者其他一系列癌症的概率。随着幽门螺杆菌的消失,胃癌发生率开始降低,但是食管腺癌的发病率逐年攀升。

为什么会这样呢?如果把人的身体看做是一个生态系统,那么它就是一个相互关联的微生物组成的复杂组织。多样性的丧失会危害生态系统,关键种的丧失会导致生态系统的崩溃。

遗传学研究显示,从20万年前,幽门螺杆菌就与我们共同生活了,这是一份长期的伴侣关系。人与体内携带的微生物协同演化,微生物为人类提供了代谢和保护功能,同时人类为它们获得食物和栖身之地,因此它们与人类是互利共生关系。比如白蚁消化木头,是依靠生活在它们肠道中的细菌;牛能够从草中汲取营养,也多亏了生活在它们4个胃里的微生物。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

一个叫马歇尔的研究人员发现,幽门螺杆菌导致了胃炎。人们开始接受了这样观念:幽门螺杆菌是病原体,是有害细菌。后来的研究也表明,幽门螺杆菌参与了胃癌的发生。1994年,世界卫生组织将幽门螺杆菌列为一级致癌物。这更加速了人们的认知:幽门螺杆菌对人类是有害的。幽门螺杆菌就像过街老鼠,人人喊打。一旦发现它的存在,就会使用抗生素消灭它。

举个常见的例子:体检中发现幽门螺杆菌测试显示阳性,体检报告上就会让你去医院复查。当你复查后,医生会开出药方,最著明的“胃三联”,三种药:阿莫西林、兰索拉唑肠溶片、甲硝唑片,第一种是广谱抗生素,第二种是专门针对肠胃系统毛病的抗生素,第三种药,很便宜,2元钱一瓶100粒,是专门杀灭幽门螺旋杆菌的。

马丁•布雷泽教授发现,携带幽门螺杆菌人群的比例在降低。仅仅几代人的时间里,人类胃部的微生物生态环境发生了巨大的变化。他对“幽门螺杆菌没有一个好东西”产生了质疑。既然人体内的微生物是一个生态系统,幽门螺杆菌又在人体内世代传承,当平衡被打破时,会有什么后果呢?

马丁•布雷泽教授的课题组与世界各地同行们揭示出同样的规律:幽门螺杆菌与胃食管反流疾病、巴雷特食管病以及肺癌病之间都有负相关。也就是说没有携带幽门螺杆菌的人,增加了患食管反流疾病或者其他一系列癌症的概率。

同时,马丁•布雷泽教授也发现,三种不同但彼此相关的疾病—哮喘、花粉症、皮肤过敏,与幽门螺杆菌都存在负相关。虽然现在尚不清楚疾病的罪魁祸首,但与幽门螺杆菌的消失有关。

幽门螺旋杆菌与人类共同生活,由于人类对它的错误认识,它的数量在人体内急剧减少。人类与它的和谐关系被打破,因此导致了一系列的反应。

三、剖宫产带来哪些些危害?

随着孕妇肠道内的微生物储存能量,阴道内的微生物群也在发生变化。阴道内乳酸杆菌生长旺盛,占据了统治地位。胎儿一出生马上就接触到了阴道里的乳酸杆菌。婴儿吸收到的第一口奶汁包含里母亲阴道里的微生物。母亲的初乳,含有抗体,可以保护婴儿。母亲的乳酸杆菌成为了婴儿无菌肠道内的第一批住户,与此同时,母亲皮肤上的细菌也忙着占领她的孩子。

到了3岁,每个孩子都奠定了自己独特的微生物群系基础。这3年,也正是婴儿在代谢、免疫、神经方面快速发育的时期。自然分娩无疑会把母亲友好的“菌种”传递给孩子,但剖宫产切断了这种传递。

剖宫产确实有很多好处,比自然分娩更安全,也减少了分娩的疼痛,时间选择上也更自由。这也是剖宫产的比例越来越高的原因。咱们来看看一组数据,在巴西,超过46%的孩子通过剖宫产出生;在意大利,这一比例是38%,尤其是剖宫产起源地罗马,这个比例高达80%。也许有人会问,剖宫产不是更好么?如果只是多花点钱,就能让孕妇更舒服、医生更省事,那么何乐而不为?

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

可问题在于,剖宫产的成本不仅是多花钱,它还有生物学的代价--婴儿没有获得母亲的友好“菌种”。新生儿的肠道营养丰富,但免疫系统还没有发育。因此,谁先进去,谁就会先定居,先繁荣起来。自然分娩把“菌种”传给给婴儿,乳酸杆菌先定居在肠道内,这些细菌产生乳酸和乙酸,让肠道变酸,不利用病菌的生长。

如果肠道内没有这些友好“菌种”,或者,进入后被抗生素消灭了,结果最先定居的是病菌的话,肠道的生态系统构建会遭到*麻大**烦。以后,进来的细菌有可能是有害无益的种类,它们可以扰乱我们的免疫系统,令孩子过敏。它们也可能产生神经毒素、致癌物质等有害物质,增加孩子罹患神经、精神疾病的风险。

除了剖宫产,影响孩子微生物群系构建的另一个原因是,母亲在怀孕期间摄入抗生素。孕妇服药的时间越接近分娩,新生儿微生物群系的影响越大。就比如许多女性会在会阴切开术接受抗生素,婴儿也会直接接触抗生素。每年在美国出生的400万多名婴儿,都在接受抗生素治疗,然而并不是每个婴儿都需要抗生素治疗,目前,我们采取的措施是“宁可错杀一千,不可放过一个”。

显而易见,自然生产则有利于婴儿建立微生物群落,而剖宫产对于婴儿建立微生物群落是有影响的,会扰乱婴儿的免疫系统。

四、滥用抗生素带来哪些危害?

抗生素的滥用一个显著的代价是:筛选了耐药细菌。简单来说,我们越经常对孩子使用抗生素,就越可能选择出耐受这些抗生素的细菌,也就是说人体携带的细菌变得耐受抗生素了。

举个例子:一个感染了肺炎链球菌的孩子服用了抗生素,比如阿莫西林,药物经肠道进入血液,而后被血液送入所有的组织器官。这样,人体各处的细菌就会接触到阿莫西林,要知道,阿莫西林属于广谱抗生素,在消灭病原体的同时能杀死多种无辜细菌。如果这时,一个肺炎链球菌产生了耐受阿莫西林的基因突变,当然它是偶然出现的。这一个仅存的细菌繁衍生息,很快填满了生存环境。近几十年来,抗生素的耐药性已经缓慢且不可阻挡的蔓延开来。

由于滥用抗生素,细菌生产了越来越强的抗药性,局势愈发严峻。然而,医药公司并没有及时开发出新的抗生素。医药公司偏爱广谱抗生素,它适用范围广,销售量大,利润多。医生也偏爱广谱抗生素,原因在于,有时候很难确定是哪一种细菌引起的感染,而广谱抗生素可以一网打尽。这是一个严重的短板:范围越广,也就越容易筛选出耐药细菌。医药公司不愿意投入巨资研发新药,尤其是新药只有比较窄的作用范围情况下,利润太少了。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

除此之外,马丁•布雷泽教授发现,许多现代的疾病---肥胖、青少年糖尿病、哮喘等,正是滥用抗生素,失去了世代传承、功能保守的微生物居民而导致的。

我们先来看看以下数据:1990年,大约12%的美国人患有肥胖症;2010年,这个数值超过30%。据世界卫生组织的资料,截止2008年,全球已有15亿的成年人处于超重状态,其中有2亿以上的男性、接近3亿的女性属于肥胖。

这些数据令人警醒,可怕的是,这些变胖的现象是最近20年里骤然出现。这到底是什么原因呢?

马丁•布雷泽教授认为是生命早期接触了抗生素,干扰了微生物群导致了肥胖。为什么要强调早期?因为这是一个关键时期,此时儿童的器官与系统正在发育。

一个很明显的例子:农场里的动物喂养低剂量的抗生素,动物们的体重增加了。饲养员对鸡、牛、猪使用抗生素越早,对它们发育的改变就越大。

人是否也是如此呢?马丁•布雷泽教授强调,生命早期接触抗生素足以改变发育、增加体重、积累更多的脂肪。他及其团队也将对小鼠做更多的实验,补充更多的细节证明这个结论。

马丁•布雷泽教授说,我们正在卷入一种更加糟糕的局面—“抗生素的冬天”。在人类与体内微生物的漫长演化中,我们和它们作为一个整体共同发育,它们参与了我们的代谢、免疫及认知方面的发育。但目前,滥用抗生素使得微生物面临前所有的挑战。这值得我们大家深思。

抗生素的发展黄金时期,开启了抗生素拯救人类的历史

抗生素的滥用以及由此引发的耐药细菌的蔓延,是威胁全人类的重大公共安全议题。中国使用抗生素的状况尤令人担忧,建立抗生素监管体系迫在眉睫。那面对过度使用抗生素和剖宫产的问题,我们应该怎么面对那?从个人层面来说,尽量少使用抗生素和剖宫产。感冒咳嗽不太严重可以观察两天,病情严重的话酌情使用。处于生育年龄的女性,慎重考虑是否剖宫产。从机构层面说,政府在控制抗生素的使用上应有更大作为。

法国已经为我们树立了一个典范。2001年,法国是抗生素使用比例最高的国家。2002年,法国国家卫生保险启动了“保护抗生素有效性的国家计划”。2007年,医生开的处方药里含有抗生素的比例降低了26%。政府在另一个方面也的有所作为:禁止养殖业抗生素的使用。另一个重要的解决方法是研发新的抗生素,研发“窄谱”抗生素使其具有针对性。我们体内的微生物是漫长演化的结果,微生物的消失会带来复杂结果。我们应该更明智的使用抗生素,找到对策,消除弊端。