抗生素的發(fā)現(xiàn)是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)最偉大的成就之一。它的應(yīng)用拯救了數(shù)以億計(jì)的感染患者，直到目前仍然是不可替代的抗感染藥物。

黑暗時(shí)代

在沒(méi)有抗生素的20世紀(jì)之前，人們采用蛆蟲寄生、水銀治療、放血療法等殘酷而愚昧的方式與感染疾病頑強(qiáng)抗?fàn)?，甚至?942年威廉·奧斯勒的第十四版《醫(yī)學(xué)原理與實(shí)踐》中居然依舊采用放血療法用于治療肺炎。放血療法依據(jù)一則古老的醫(yī)學(xué)理論：四種體液(血液、粘液、黑膽汁和黃色膽汁)必須保持平衡，才能維持健康。因此認(rèn)為感染是由過(guò)多的血液造成的，所以使用靜脈或動(dòng)脈切開手術(shù)，水蛭吸血來(lái)實(shí)現(xiàn)放血的目的。在那個(gè)時(shí)代無(wú)力控制感染的人們只能在其陰影下茍延殘喘。

兼職外科醫(yī)生的理發(fā)師實(shí)施放血療法(來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))

黎明時(shí)代

隨著青霉素的發(fā)現(xiàn)到使用，愈來(lái)愈多的抗生素相繼被研制出來(lái)，醫(yī)學(xué)界由此進(jìn)入黎明時(shí)代。全球在此時(shí)期發(fā)現(xiàn)了如今幾乎所有類別的抗生素¹，具有高效、低毒特點(diǎn)的它們不僅提升了人類抵抗感染的能力，而且啟迪了醫(yī)生主動(dòng)尋求新的治療方法，如外科手術(shù)、器官移植和癌癥化療等(由于感染的高副作用這些方法之前并不可行)²，讓人類與感染的戰(zhàn)爭(zhēng)步入一個(gè)嶄新的階段。中國(guó)更是僅用了57年的時(shí)間就讓自己成為世界第一青霉素生產(chǎn)大國(guó)，2001年中國(guó)青霉素產(chǎn)量已經(jīng)占據(jù)全世界60%。然而這場(chǎng)沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)還遠(yuǎn)未結(jié)束。

危機(jī)時(shí)代

早在人類邁入黎明時(shí)代之初，青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊明就提出警告，當(dāng)任何人都可以在市場(chǎng)上買到青霉素的時(shí)候，也許就是麻煩到來(lái)之時(shí)。弗萊明警告的麻煩，指的正是抗生素不規(guī)范使用后產(chǎn)生耐藥。如今，距抗生素應(yīng)用于臨床治療尚不足百年，但是依據(jù)世界衛(wèi)生組織數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前每年至少有70萬(wàn)人死于耐藥菌導(dǎo)致的感染疾病，而如果不改變目前的發(fā)展軌跡，預(yù)計(jì)到2050年這一數(shù)字將增至每年1000萬(wàn)人死亡³。弗萊明當(dāng)年的警告已然成為現(xiàn)實(shí)，當(dāng)有些耐藥菌造成的感染無(wú)藥可治，意味我們又會(huì)回到那個(gè)可怕的黑暗時(shí)代?？股啬退巻?wèn)題正在成為一場(chǎng)公共衛(wèi)生危機(jī)。

每年死于耐藥性的人數(shù)（來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）

為了應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的抗生素耐藥問(wèn)題，2015年5月，第68屆世界衛(wèi)生大會(huì)正式通過(guò)名為“抗微生物藥物耐藥性全球行動(dòng)計(jì)劃”的決議，并把每年11月份的第三周定為“世界提高抗生素認(rèn)識(shí)周”。其目標(biāo)正是提高全球?qū)股啬退幮缘恼J(rèn)識(shí)、加強(qiáng)監(jiān)測(cè)與研發(fā)、減少傳染病發(fā)生率、優(yōu)化使用抗生素以及保障可持續(xù)性投資。只因我們無(wú)法避免耐藥，只能延緩耐藥進(jìn)程。延緩這個(gè)過(guò)程的唯一方法就是通過(guò)合理使用抗生素，讓耐藥速度慢于新藥研發(fā)速度，通過(guò)加強(qiáng)耐藥性機(jī)制研究，減緩耐藥性傳播，減少對(duì)新藥的需求，從而使得我們?cè)谶@場(chǎng)與抗生素耐藥的賽跑中處于領(lǐng)先。

NGS推動(dòng)的耐藥基因發(fā)現(xiàn)時(shí)代

在過(guò)去數(shù)十年里各類抗生素耐藥性威脅已經(jīng)在世界范圍內(nèi)蔓延。由于耐藥基因以質(zhì)粒的形式在不同細(xì)菌間進(jìn)行水平轉(zhuǎn)移，造成耐藥基因污染，危害多類抗生素的療效，使得臨床診治陷入困境，其中包括頭孢菌素類、碳青霉烯類、β-內(nèi)酰胺類以及喹諾酮類抗生素，甚至已經(jīng)開始危及CRE菌株感染治療的最后一道防線——多粘菌素。2017年柳葉刀雜志報(bào)道發(fā)現(xiàn)的mcr1陽(yáng)性腸桿菌科細(xì)菌竟對(duì)多粘菌素開始產(chǎn)生了耐藥²。因而除了繼續(xù)尋找新的抗生素或替代藥物外，感染控制和監(jiān)測(cè)措施成為公共衛(wèi)生系統(tǒng)多管齊下的重要方法之一，研究人員和制藥行業(yè)應(yīng)當(dāng)遵循這一方法去克服抗生素耐藥的威脅。例如感控和監(jiān)測(cè)雙管齊下的措施使過(guò)去十年在美國(guó)醫(yī)院觀察到的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染例數(shù)的下降⁴。而基因技術(shù)的迅速發(fā)展提供了不依賴培養(yǎng)、相比傳統(tǒng)方法擁有更高敏感性的——二代測(cè)序技術(shù)(NGS)，為抗生素耐藥性流行病學(xué)的監(jiān)測(cè)提供更加詳盡的信息，并強(qiáng)力推動(dòng)了耐藥基因組的研究，便于深入了解抗生素耐藥性的機(jī)制與傳播方式。

攜帶耐藥基因的質(zhì)粒于全球傳播現(xiàn)狀²

測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步提高了序列數(shù)據(jù)的可用性，不斷降低的成本使測(cè)序成為一種可行的抗生素耐藥性監(jiān)測(cè)工具。甚至梳理測(cè)序數(shù)據(jù)已經(jīng)成為抗生素耐藥基因分析前的重要預(yù)處理步驟。測(cè)序生成的短片段經(jīng)過(guò)生物信息學(xué)方法進(jìn)行處理，依據(jù)這種方法短片段先被組裝成連續(xù)片段(contigs)，再通過(guò)與自主開發(fā)或公共的專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì)后進(jìn)行注釋，或直接基于片段進(jìn)行分析，通過(guò)將其直接映射至參考數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)分析抗生素耐藥性的決定因素。

利用NGS實(shí)現(xiàn)耐藥基因相關(guān)分析5

a樣本的收集與測(cè)序

b生物信息學(xué)的鑒定與裝配

c鑒定完畢后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析

NGS測(cè)序技術(shù)不僅能夠應(yīng)用于抗藥性檢測(cè)，而且在藥物開發(fā)過(guò)程中也有著不容小覷的作用。NGS與功能性宏基因組技術(shù)的廣泛應(yīng)用將穩(wěn)步增加我們對(duì)抗生素抗性基因的注釋及其遺傳背景的認(rèn)識(shí)。通過(guò)考慮特定的耐藥機(jī)制和耐藥性傳播的風(fēng)險(xiǎn)將有助于智能化抗生素耐藥性監(jiān)測(cè)和藥物設(shè)計(jì)。

NGS技術(shù)對(duì)藥物開發(fā)和耐藥性監(jiān)測(cè)領(lǐng)域的幫助2

PART  01

首先，NGS技術(shù)用于耐藥基因組的研究，可以幫助醫(yī)生采取積極主動(dòng)的臨床治療策略，幫助我們打贏抗生素與病原菌之間的“軍備競(jìng)賽”。其次，NGS能夠重點(diǎn)監(jiān)測(cè)耐藥基因可能發(fā)生進(jìn)化或出現(xiàn)水平基因轉(zhuǎn)移的熱點(diǎn)區(qū)域：如農(nóng)業(yè)相關(guān)環(huán)境、醫(yī)院和排污區(qū)域。最后，PCR擴(kuò)增和全基因組測(cè)序技術(shù)可以篩選出來(lái)“候選”耐藥基因并加以注釋，這些技術(shù)聯(lián)合耐藥功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以幫助我們盡早找到耐藥機(jī)制，并針對(duì)性采取相應(yīng)對(duì)策。

PART  02

如今抗生素耐藥性的廣泛研究使我們開始了解并嘗試解決現(xiàn)有的抗生素耐藥性威脅。然而盡管我們盡最大努力開發(fā)新的抗生素，耐藥性仍將繼續(xù)發(fā)展和蔓延。除非改變目前的做法，否則在這場(chǎng)“軍備競(jìng)賽”中建立和維持一種能暫時(shí)領(lǐng)先的現(xiàn)狀都將變得愈發(fā)困難。隨著對(duì)抗生素耐藥性研究不斷深入，在抗生素耐藥性的鑒定、監(jiān)測(cè)及抗生素治療的發(fā)展中，采用一種明確的、主動(dòng)的方法是至關(guān)重要的。迪飛醫(yī)學(xué)作為國(guó)內(nèi)病原微生物檢測(cè)領(lǐng)域的先驅(qū)者，在迪感康的基礎(chǔ)上推出迪感康DrSeq，利用mNGS技術(shù)不僅為臨床提供快速、精準(zhǔn)、全面的病原鑒定服務(wù)，而且提供配套的耐藥基因檢測(cè)，有助于揭示病原體耐藥機(jī)制，指導(dǎo)抗生素的選擇，降低患者治療成本，提高患者生存率。

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