作者：唐娜，冯婕（中国科学院微生物研究所）
来源：《知识就是力量》杂志
抗生素是20世纪伟大的医学发明，可以治疗各种由细菌性感染导致的疾病，自问世以来拯救了无数生命。但生物都是不断进化的，细菌也是一样。人类为了治病使用抗生素杀灭细菌，狡猾的细菌，便使出浑身解数，神出鬼没，试图对抗抗生素——这种现象就是细菌耐药。今天我们就来看一看，为了谋生存，诡计多端的细菌都会使用哪些伎俩。
面对抗生素 我天生耐药
我们细菌家族中的一些成员，由于自身的细胞结构或功能特点，天然具备着对特定抗生素的耐药性。例如，用于治疗危及生命的革兰氏阳性菌感染的达托霉素，却对一字之差的革兰氏阴性菌无能为力。原因是这两类细菌的细胞质膜组成不同，革兰氏阴性菌的细胞膜较难被达托霉素破坏，所以它天然耐药。我们细菌的保守基因中还可能存在与耐药性相关的基因。当抗生素没有出现时，这些基因肩负着与耐药无关的功能，但当面对抗生素时，它们的存在就如同给我们披上了盔甲，赋予了我们抵御抗生素的能力。
为了获得耐药性我竭力改变自己
如果我们没能天生具有耐药的本领，后天就会非常努力，或幻化自身，或奉行“拿来主义”——捕获其他细菌中的耐药基因，来获得耐药性。我们常用的手段有4种。
手段1：大门紧闭 严控输入一些抗生素会借助外膜孔蛋白的作用进入细菌的细胞，为此我们会改变自身细胞的通透性，通过突变将编码孔蛋白的基因改变。比如令孔蛋白不能正确编码，抑制其表达，降低其产生数量，也可通过替换孔蛋白来限制抗生素的入侵。手段2：内部疏导 及时排出有时，一旦抗生素不幸进入我们的细胞，可以利用外排泵，将其主动转运出细胞，来降低胞内抗生素浓度。一些外排泵识别特异性较强，只能排出少数可识别的抗生素。所幸，另一些外排泵可将多种结构上不同的底物排出细胞，且当外排泵表达量上升时，便可实现对多种抗生素更高的耐药能力。手段3：乔装打扮 不被识别当抗生素通过与我们细胞内特定靶标结合的方式来攻击我们，我们就可能发生突变，给抗生素靶标分子整容“变脸”，令其不被抗生素识别。除了“变脸”，还可以给靶标分子改变造型——添加一些“装饰”分子来阻止二者都结合。即使靶标不幸被抗生素结合，一些聪明的同胞也可以从其他细菌中获得与抗生素靶标相似的基因，作为替补队员，代为发挥正常的功能，继续茁壮成长。手段4：狭路相逢 重拳出击当然，我们细菌并非一味被动，也会向抗生素发起正面攻击，产生多种水解酶令其失活。这类酶通常会位于我们的一个秘密武器——质粒上。质粒就像一辆汽车，会带着水解酶在细菌间穿梭、扩散，使大家都获得耐药性。我们甚至会给抗生素改头换面，添加分子修饰它们，进而屏蔽它们的作用位点使其丧失攻击我们的武器。
我们群策群力努力提高耐药性
上面介绍了我们跟抗生素单打独斗的手段，再来说说我们是如何通过群体间不同物种之间的相互作用，对抗生素群起而攻之的。
水解酶失活 全体获益我们的细菌个体可以通过产生水解酶使抗生素失活，而当细菌在群落中使用“水解大法”时，不仅它自身可以逃过一劫，群落中其他原本瑟瑟发抖的细菌，也会因环境抗生素浓度下降而存活。撑起生物膜“保护伞”细菌在特定条件下可以形成生物膜，使整个群落聚集并包裹在一张由多糖、蛋白组成的膜状物之下，如同撑起“保护伞”，将抗生素阻隔在外。
菌种间交流感应 互为补充群落中的细菌是个有爱的大集体，会互相帮助以提高整体耐药性。我们可以感应其他同胞分泌的各种化合物（信号分子），互补配合，调控基因表达，耐药能力大大提升。此外，细菌间协同合作与抗生素斗智斗勇的招式，可以同时使用哦！耐药本领就可以整体增强！
科学家另辟蹊径连环阻击耐药菌
面对拥有多种耐药能力的细菌，科学家们发起了连环狙击：1.研发新型抗生素，针对细菌生存的必需途径设计了一种酶抑制剂，不仅可以阻断其生长，杀死细菌，还可以激活宿主免疫反应，可谓双管齐下。2.“以毒攻毒”，即遵循自然法则，利用细菌的“天敌”噬菌体来治疗耐药细菌感染。噬菌体只入侵特定的细菌，将其应用于耐药细菌疾病的治疗，既可以实施精准打击，又不会给人体带来副作用，是目前的科研热点。3.对耐药菌跟踪追击，科学家采用人工智能和机器学习的方法，对耐药数据进行深度挖掘，建立由基因序列对抗生素耐药表型进行预测的方法，实现了细菌耐药的快速检测。作为青少年，我们也应该为细菌耐药问题贡献一份力量，提高对细菌耐药性的认知，和家人一起正确、谨慎使用抗生素，避免细菌耐药性的蔓延。
