从诊断技术到CRISPR和政策改革，探索科学与社会如何共同应对日益严重的抗生素耐药性威胁。
想象一下，你因为细菌性耳部感染去医院就诊，却听到医生说："我们已经没有治疗方案了。"这听起来可能很戏剧化，但抗生素耐药性正使这种情形对越来越多的人成为现实。2016年，一名来自内华达州的女性死于一种对当时美国可用的26种抗生素全部耐药的细菌感染。
仅美国每年就报告超过280万例抗生素耐药性感染病例。全球范围内，抗微生物药物耐药性与近500万人的死亡相关。细菌会自然进化，使原本用于杀死它们的药物效果降低。然而，当抗生素在医疗或农业中被过度使用或不当使用时，这些压力会加速耐药性的发展。
随着耐药细菌的传播，挽救生命的治疗面临新的并发症——常见感染变得难以治疗，常规手术风险增加。减缓这些对现代医学的威胁不仅需要合理使用抗生素和良好卫生习惯，还需要了解日常行为如何影响耐药性。
自1910年治疗梅毒的合成药物洒尔佛散(Salvarsan)问世、抗生素诞生以来，科学家们就一直在警告耐药性问题。作为一名研究抗微生物药物耐药性的微生物学家和生物化学家，我认为以下四大趋势将塑造我们在未来十年如何应对抗生素耐药性。
1. 更快的诊断技术成为新前线
几十年来，治疗细菌感染涉及大量经验性猜测。当病情严重的患者抵达医院而临床医生尚不清楚确切致病菌时，他们通常会从广谱抗生素开始治疗。这些药物可同时杀死多种类型的细菌，虽然能救命，但也会使体内大量其他细菌暴露于抗生素之下。虽然部分细菌被杀死，但残留细菌会继续繁殖，并在不同菌种间传播耐药基因。这种不必要的暴露给了无害或无关细菌适应并发展耐药性的机会。
相比之下，窄谱抗生素仅针对少量细菌群。临床医生通常更倾向于这类抗生素，因为它们能在不干扰非致病菌的情况下治疗感染。然而，确定确切致病菌可能需要数天时间。在此等待期间，医生往往别无选择，只能开始广谱治疗——尤其是当患者病情严重时。
但新技术可能加速细菌病原体的识别，使医疗检测能在患者所在地点直接进行，无需将样本送至异地并等待漫长结果。此外，基因组测序、微流控技术和人工智能工具的进步使得在几小时内而非数天内识别细菌种类及有效抗生素成为可能。预测工具甚至能预见耐药性的进化。
对临床医生而言，更好的检测可帮助他们更快诊断并制定更有效的治疗方案，避免加剧耐药性。对研究人员来说，这些工具凸显了将诊断与能够实时追踪耐药模式的监测网络整合的迫切需求。
诊断技术 alone 无法解决耐药性问题，但它们提供了保持领先所需的精准性、速度和早期预警。
2. 超越传统抗生素的解决方案
抗生素在20世纪改变了医学，但仅依靠它们无法让人类顺利度过21世纪。新抗生素的研发管线仍然令人担忧地薄弱，目前开发中的大多数药物在结构上与现有抗生素相似，可能限制其有效性。
为保持领先，研究人员正在投资非传统疗法，其中许多以与标准抗生素根本不同的方式发挥作用。
一个有前景的方向是噬菌体疗法，它使用专门感染并杀死有害细菌的病毒。其他研究探索基于微生物组的疗法，通过恢复健康的细菌群落来抑制病原体。
研究人员还在开发基于CRISPR的抗菌剂，利用基因编辑工具精确禁用耐药基因。新一代药物如抗菌肽（通过刺穿细菌膜来杀死细菌）也显示出前景。同时，科学家正在设计纳米粒子递送系统，将抗菌剂直接运输到感染部位，减少副作用。
除医学领域外，科学家还在研究生态干预措施，减少耐药基因通过土壤、废水、塑料以及水道和关键环境储库的传播。
许多选项仍处于早期阶段，细菌最终可能进化绕过它们。但这些创新反映了一个有力的转变：研究人员不再寄希望于发现单一抗生素来解决耐药性，而是正在构建更多样化、更具弹性的工具包来对抗耐药性致病菌。
3. 医院外的抗微生物药物耐药性
抗生素耐药性不仅在医院内传播。它通过人类、野生动物、农作物、废水、土壤和全球贸易网络传播。这种将"一体健康"(One Health)原则纳入考量的更广泛视角，对于理解耐药基因如何在生态系统中传播至关重要。
研究人员 increasingly 认识到环境和农业因素是耐药性的主要驱动因素，与临床中抗生素的滥用同等重要。这些因素包括农业中使用的抗生素如何产生可传播给人类的耐药细菌；废水中的耐药基因如何在处理系统中存活并进入河流和土壤；以及农场、污水处理厂等环境热点如何成为耐药性快速传播的中心。即使是全球旅行也会在几小时内加速耐药细菌跨洲传播。
抗生素在农业中的滥用是抗生素耐药性的重要促成因素。这些力量共同表明，抗生素耐药性不仅是医院的问题——它是一个生态和社会问题。对研究人员而言，这意味着需要设计跨学科的解决方案，整合微生物学、生态学、工程学、农业和公共卫生。
4. 决定未来治疗方法的政策
制药公司研发新抗生素会亏损。由于新抗生素为保持其有效性而被谨慎使用，即使获得美国食品药品监督管理局(FDA)批准，公司通常销售的剂量也太少，无法收回研发成本。多家抗生素公司因此破产。
为鼓励抗生素创新，美国正在考虑重大政策变革，如《PASTEUR法案》。这项两党法案提议创建订阅式支付模式，允许联邦政府在未来5至10年内向制药商支付高达30亿美元，以获取关键抗生素的使用权，而非按药片付费。
包括无国界医生组织(Médecins Sans Frontières)在内的全球卫生组织警告，该法案应包含对管理措施和公平获取的更强有力承诺。
尽管如此，该法案代表了美国历史上与抗微生物药物耐药性相关的重要政策提案之一，可能决定未来存在哪些抗生素。
抗生素耐药性的未来
抗生素耐药性有时被描述为不可避免的灾难。但我认为现实更为乐观：社会正进入一个更智能诊断、创新疗法、生态系统级策略和政策改革的时代，旨在重建抗生素研发管线并解决管理问题。
对公众而言，这意味着更好的工具和更强有力的保护系统。对研究人员和政策制定者而言，这意味着以新方式合作。
现在的关键问题不是是否存在抗生素耐药性的解决方案——而是社会能否迅速采取行动加以利用。
安德烈·哈德森，理学院院长、生物化学教授，罗切斯特理工学院(Rochester Institute of Technology)
本文根据知识共享许可协议转载自《对话》(The Conversation)。阅读原文。
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