級細菌的概念一出，引起了不小的轟動。所謂的超級細菌，其實是由普通的細菌演變而來的，細菌無處不在，那么普通細菌是如何演變成超級細菌的呢？
超級細菌的形成，最大的幕后推手就是抗生素。什么是抗生素？下面幾個藥品名字可以幫你更好地聯(lián)想起你所接觸過的抗生素：青霉素、阿莫西林、頭孢拉定……這些消炎藥都屬于抗生素，不少中國父母對此再熟悉不過，它們被視為孩子感冒發(fā)燒時的救星。有些家長感到疑惑，這些明明是用來解除病痛的藥物，怎么就成了超級細菌的“幕后推手”呢？
抗生素是超級細菌的幕后推手
其實，確切來說，導致超級細菌的是過度使用抗生素。當抗生素被濫用，普通細菌就會產(chǎn)生變異--變得越來越“堅強”，直到抗生素對這些病菌不再起作用。這也就是我們所說的耐藥性，再通俗一點說，如果濫用抗生素，終有一天，這些藥物就不再會對某些細菌起作用了，你吃了藥也白吃。
超級細菌并不是一個新詞兒，這些殺不死的“小強”，一直都存在。起初，它們只是加速了藥品更新迭代的速度--這種抗生素不起作用，那就再研發(fā)新的抗生素。后來，超級細菌變得越來越不可控制，才漸漸為人們所重視。
超級細菌并不是單純地指某一種細菌，而是一類細菌的統(tǒng)稱。能夠加入超級細菌的大家族，這些細菌都幾乎對所有的抗生素都有強勁的耐藥性。隨著時間的推移，如果繼續(xù)濫用抗生素，超級細菌的大家族，成員就會越來越多。包括產(chǎn)超廣譜酶大腸埃細菌、多重耐藥銅綠假單細胞菌、多重耐藥結(jié)核桿菌、泛耐藥肺炎桿菌、泛耐藥綠膿桿菌等。
最著名的超級細菌：金黃色葡萄球菌
黃金葡萄球菌
在眾多的超級細菌中，最著名的要數(shù)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，這個名字太長，大家可以簡稱它為MRSA。最早的時候，青霉素就能輕松搞定這種細菌，可隨著抗生素的普及，某些金黃色葡萄球菌開始出現(xiàn)抵抗力，產(chǎn)生青霉素酶破壞青霉素的藥力。MRSA以驚人的速度提升著它的耐藥性，現(xiàn)在唯一有機會對抗MRSA的只有萬古霉素了。
英國卡迪夫大學、英國健康保護署和印度馬德拉斯大學的醫(yī)學研究機構(gòu)在一些曾去印度接受過外科手術的病人身上發(fā)現(xiàn)一種特殊的細菌。這種細菌名為新德里金屬β內(nèi)酰胺酶-1（New Delhi metallo-β-lactamase 1，簡稱NDM-1），這一新型的耐藥菌與以往的耐藥菌如甲氧西林耐藥菌（MRSA）有很大的不同，它其實并不是一種細菌，而是一種由特殊的耐藥基因編碼的酶，因此它的出現(xiàn)引起了各界的高度關注。NDM-1的復制能力很強，傳播速度快且容易出現(xiàn)基因突變，在現(xiàn)在濫用抗生素的情況下，是非常危險的一種超級細菌
每年在全世界大約有50%的抗生素被濫用，而中國這一比例甚至接近80%。正是由于藥物的濫用，使細菌迅速適應了抗生素的環(huán)境，各種超級細菌相繼誕生。由于耐藥菌引起的感染，抗生素無法控制，最終導致病人死亡。在上世紀60年代，全世界每年死于感染性疾病的人數(shù)約為700萬，而這一數(shù)字到了本世紀初上升到2000萬。死于敗血癥的人數(shù)上升了89%，大部分人死于超級細菌帶來的用藥困難。[10]
細菌耐藥性問題已經(jīng)非常嚴重。在發(fā)達國家，有5%~10%的住院病人發(fā)生過一次或更多的感染。美國每年發(fā)生醫(yī)院感染的患者約為200萬，死亡90000人，經(jīng)濟損失達45億~57億美元。在發(fā)展中國家，發(fā)生醫(yī)院感染的危險要高出發(fā)達國家2倍~20倍。中國醫(yī)院感染發(fā)生率為6%左右，但漏報率很高，可達50%以上，致死率尚不清楚。主要感染部位依次為下呼吸道、泌尿道及手術切口感染等。
中國是為數(shù)不多的“預防性使用抗生素”的國家，因而耐藥菌的產(chǎn)生更令人擔心。細菌的抗藥性速度大多快于新藥研發(fā)的速度，所以，真正解決超級細菌不斷出現(xiàn)的問題，還需要綜合治理
8月底，法國巴黎市郊一家私立醫(yī)院的10多名病人身上，發(fā)現(xiàn)了對多種抗生素具有抗藥性的“克雷伯氏肺炎桿菌”，其中有5人死亡。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，耐藥菌源自一名希臘病人，該病人是通過輔助呼吸器感染病菌的。令法國衛(wèi)生部門擔心的是，這種感染很容易在加護病房內(nèi)傳播，而克雷伯氏肺炎桿菌正是超級細菌中的一種。不過，隨后經(jīng)專家鑒定認為，死亡是因病人各自所患的疾病所致，并非因克雷伯氏肺炎桿菌感染本身。盡管如此，這一事件再次引起全球?qū)Τ�級細菌蔓延的擔憂。

不斷進化的超級細菌
所謂“超級細菌”是一種通俗的說法，即一種細菌對多種抗生素不敏感，或者說，多種抗生素都不能殺死或抑制它們。這樣的超級細菌就可能造成無法治療的感染性疾病，如肺炎、泌尿道感染、敗血癥等。
超級細菌有多種，其中較大的一類是“新德里金屬蛋白酶-1”（NDM-1）耐藥基因菌屬。NDM-1本身并非一種細菌，而是一種超級抗藥性基因，它可以在細菌之間自由復制和移動，因而傳播和變異能力非常強大和迅速。目前，發(fā)現(xiàn)帶有NDM-1基因的菌屬主要為大腸桿菌、克雷伯氏肺炎桿菌、陰溝腸桿菌、摩氏摩根菌和鮑曼不動桿菌等。
另一種較為流行的超級耐藥菌是“耐甲氧西林金黃色葡萄球菌”(MRSA)。金黃色葡萄球菌過去是引起感染性疾病的常見細菌。自上個世紀40年代青霉素問世以來，該菌引起的疾病得到有效治療。但是，隨著青霉素的廣泛使用，一些金黃色葡萄球菌產(chǎn)生了青霉素酶，能水解青霉素的β-內(nèi)酰胺環(huán)，因此細菌對青霉素產(chǎn)生了耐藥。為此，研究人員研制出一種新的抑制青霉素酶的半合成青霉素，即甲氧西林。后者于1959年應用于臨床后，曾有效地控制了耐藥的金黃色葡萄球菌引起的感染。
然而，隨著甲氧西林的普遍應用于臨床，又有一些細菌對甲氧西林產(chǎn)生了耐藥性，這就是耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)。MRSA一經(jīng)發(fā)現(xiàn)就傳遍全球，而且該菌除對甲氧西林耐藥外，對其他所有與甲氧西林有相同結(jié)構(gòu)的β-內(nèi)酰胺類和頭孢類抗生素都有抗藥性�，F(xiàn)在，只有萬古霉素能抑制和殺滅MASA，它已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)醫(yī)院內(nèi)感染的重要病原菌之一。
醫(yī)院內(nèi)感染多，社區(qū)感染少
毫無疑問，耐藥菌的產(chǎn)生與濫用抗生素緊密相關�，F(xiàn)在全球每年約有50％的抗生素被濫用，在中國，這一比例接近80％，并且中國是為數(shù)不多的“預防性使用抗生素”的國家，有50%的抗生素是預防用藥，因而耐藥菌的產(chǎn)生更令人擔心。抗生素的濫用使細菌迅速適應抗生素并產(chǎn)生了相應的應對能力，于是各種超級細菌相繼誕生。
由于各種耐藥菌的不斷產(chǎn)生，已導致抗生素無法控制耐藥菌引起的感染，因此，感染性疾病引起的死亡也與日俱增。上個世紀60年代，全球每年死于感染性疾病的人數(shù)約為700萬，本世紀初這一數(shù)字已上升到2000萬。而且，死于無藥可用的敗血癥的人數(shù)上升了89％。
現(xiàn)在，法國又發(fā)現(xiàn)了另一種超級細菌——克雷伯氏肺炎桿菌，那么，各種超級細菌是否會輕易地感染普通人，讓人無藥可用呢？研究發(fā)現(xiàn)，超級細菌離普通人較遠，但離住院病人和經(jīng)常到醫(yī)院去的人較近。
美國麻省理工學院生物工程和電子工程及計算機科學系副教授Timothy Lu領銜的研究團隊分別于9月21日和8月11日在Nature Biotechnology期刊和Proceedings of the National Academy of Sciences期刊上發(fā)表了消除抗藥型細菌的新方法。
近年來，新的細菌株系不斷出現(xiàn)，它們甚至能抵抗最強效的抗生素。在美國，每年有200萬人受到包括抗藥型結(jié)核菌和葡萄球菌在內(nèi)的超級細菌的感染，至少2.3萬人因此喪命。盡管對新的治療方法有著迫切的需求，過去幾十年間研究人員只發(fā)現(xiàn)了極少新型抗生素。多數(shù)抗生素通過干擾關鍵性的功能（如細胞分裂或蛋白合成）發(fā)揮作用。然而，一些難以對付的細菌，已經(jīng)進化到無法用現(xiàn)有藥物治療的程度。
研究人員對這些超級細菌使用了CRISPR基因編輯系統(tǒng)和CombiGEM遺傳掃瞄系統(tǒng)。CRISPR系統(tǒng)包含一組幫助細菌抵抗噬菌體（感染細菌的病毒）的蛋白，其中的DNA剪切酶Cas9與研究人員設計的靶向特定抗藥基因（包括編碼NDM-1酶、SHV-18以及大腸桿菌種的一個毒力因子的基因）序列的短RNA引導鏈結(jié)合，通過研究人員構(gòu)建的兩種載體（攜帶CRISPR基因的細菌工程菌和噬菌體顆粒）將其轉(zhuǎn)入細菌中，特異性剪切抗藥性和致病性的基因，使之失活，從而選擇性地殺死攜帶有害基因的細菌。經(jīng)證實，CRISPR能特異性地殺死至少99%攜帶NDM-1的細菌。此外，還可以利用CRISPR系統(tǒng)根據(jù)遺傳標記從多種菌群中選擇性清除特定細菌。
另一種方法CombiGEM通過基因組合發(fā)揮協(xié)同作用以增加細菌對抗生素的敏感性。研究人員構(gòu)建了由34 000對編碼轉(zhuǎn)錄因子的細菌基因組成的基因庫，將其轉(zhuǎn)入抗藥型細菌中，針對每種抗生素，研究人員檢測出能將靶細菌殺傷效應提高1萬～100萬倍的基因組合。CombiGEM還可以用3種或者4種基因的組合來進一步提高效力，并用于多因子復雜表型，如干細胞分化、癌癥以及合成回路。
目前研究人員正在進行CRISPR系統(tǒng)的小鼠實驗和CombiGEM基因組合發(fā)揮作用的機制研究，以研發(fā)和設計新藥，解除抗藥型細菌帶來的日益增長的危機。