老赖是怎样炼成的——耐药菌的自白

作者:赵言昌来源:蝌蚪五线谱发布时间:2019-05-14

了解它的前世今生,才能更好对付它。

嗨,我就是你们说的耐药菌。

我没有见过我的母亲,我出生的时候,襁褓里只有两样东西:一串手链和一件残缺不全的盔甲。

细菌的二分裂

细菌的二分裂(图片来源于网络)

按照人类的说法,我们以二分裂的方式进行繁殖,亲代细菌对自己的遗传物质进行复制,接着,细胞壁往中央凹陷,直到形成两个子代。

手链的作用我很快就搞明白了。上面的每一颗珠子,都有对应的功能,有的可以负责把营养运进来,有的负责把营养转化为能量,还有的把代谢废物排出去。

后来,我遇到一些同类,他们也有自己的手串,与我的往往有九分相似,却从没遇到过完全相同的。有人说,那是每个人的手串都来自于母亲,但每位母亲在编织手串的时候,都会加入一些自己的想法。

旁白:人类称之为基因突变。每种生物的遗传物质,都会出现突变,一般来说,结构越简单、突变的速率越高。我们在这方面,便比细胞快。不过,突变很公平,几乎是随机的,没有绝对的好坏。

基因突变_副本

基因突变(来源:phys.org)

盔甲的作用,一直到很久之后我才明白。

出于本能,我迅速修补好了盔甲。在这个过程中,我意识到,我有一种天赋——我可以通过青霉素结合蛋白,将柔软的多糖和多肽,转化为坚韧的肽聚糖,不断完善盔甲。

那一天,我到了一个陌生的地方,周围有一些与我相似的人,只不过,他们都是“裸奔“的,没有盔甲。

他们说,他们叫细胞。

细菌的典型结构_副本

细菌的典型结构,细胞壁好比是盔甲,可以保护细菌(图片来源:wikipedia)

我们和细胞最大的区别就在于,我们有盔甲,即细胞壁。

细胞们的生活环境,与我大不相同——多亏了盔甲,我既没有涨破,又不至于渴死,还能轻松入侵他们的家园。

一开始,相安无事,过了没多久,他们便矫情发作了。

“你怎么可以这样?!”

“怎样?”我问。

“你怎么可以把垃圾到处丢……”

“我以前都到处丢,从没有人说过什么。”

“可是,垃圾会让我生病。”

“关我屁事。”我冷冷回道。

旁白:在代谢过程中,我们会产生一些对人体有害的物质,比如致热原,会干扰体温调节,让人类发热,比如,各种毒素,让机体生病。

我实在看不惯他们那个娇滴滴的样子。大家还不都是这样,装什么文明人呢。根据经验,只要我足够强硬,他们肯定会闭嘴,甚至不断衰弱、直至成为我的养料。

可惜,事情没有那么简单。

有同类告诉我,细胞找来了援手。

“白细胞吗?”我轻蔑地问道。

白细胞是很恐怖,不过我并不害怕。只要丢的垃圾足够多、倒下的细胞足够多,白细胞很快也会虚弱。

“不是,”他们摇摇头,“是青霉素。”

我当时正忙着孕育自己的孩子,编织手串、制造盔甲,没把他们的话放在心上。没想到,很快,我便遇到了青霉素,他们像是会飞的五角星,每一个被它们盯上的细菌,包括我的孩子,都没有办法修补自己的盔甲,只能乖乖等死。

青霉素的结构

青霉素的结构(图片来源:pubchem)

旁白:以青霉素为代表的大环内酯类抗生素,都有一个环状结构,它们可以抢占青霉素结合蛋白,让我们失去合成细胞壁的能力。没有细胞壁的我们,就像失去大堤的村庄,很容易被河水淹没。

我以为我也要死了,因为我身上也布满了五角星,然而,我没有,我手链上那几颗与他人不同的珠子,在危急关头,唤起一阵风,把青霉素吹跑了。

很多年后我才知道,基因突变是耐药性的源头之一,有些基因,可以增加我们对青霉素的转运,体内的青霉素浓度低了,青霉素便不那么可怕了。

当时,我正在和一个特别的人聊天。他的脸上有一道伤疤,看上去就不好惹。

“你想知道伤疤是怎样来的吗……”他抚摸着手上的戒指,“我年轻的时候,也曾入侵过人体,也遇到了青霉素,但我没有你这样的运气。幸好,那个病人没有坚持治疗。我见到无数的同类死去,见到幸存者争分夺秒地生孩子,尝试以各种各样的方式编织手链,只为了活下去。还见到了奇迹,一个小孩,出生时就带着戒指,戒指可以发出光波,将青霉素的五角环拆开,使他们不能再飞行。”

细菌在压力下进化,耐药性不断增强(图片来源于网络)

细菌在压力下进化,耐药性不断增强(图片来源于网络)

旁白:他说的,正是压力进化。“物竞天择,适者生存。”这话对于高等生物可能有些偏差,对于我们,却千真万确。当患者使用抗生素,耐药性较差的细菌会很快消失,剩下的细菌则一时无碍,仍然可以繁殖;新生细菌当中,又只有耐药性较强的可以存活,如此,不断强化耐药性。这就是为什么,使用抗生素必须全程足量。唯有足量,才可以让体内的抗生素处于有效浓度,唯有全程,才能杀死细菌。如果患者自觉好转就停止用药,那么,剩下的细菌,就都是耐药性极强的细菌了——它们之间,有时又会交换质粒,进一步增加耐药性。

“我可以看看吗?”我问道。

他点点头,伸手把戒指递给我。我把玩着它,我有一颗相似的,我称之为质粒,偶尔会跟其他朋友交换,没想到会有这么厉害的戒指存在。

“如果你愿意,”他补充道,“可以照着它自己做一个。”

细菌交换质粒(蓝色)

细菌交换质粒(蓝色)(图片来源:wikipedia)

我当然愿意。

现在,我又要做母亲了。我会给他我有的一切:变异的基因、可以编码碳青霉烯酶的质粒。这是我留给孩子们对抗青霉素的武器。

生活苦难重重,不过,只要还有人在不正确地使用抗生素,不该用的时候用、该用的时候用错了或者没有全程足量使用,笑到最后的,一定是我们。

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