《科學(xué)》抗藥性的困局與出路：中國(guó)的機(jī)遇？

作者：許越   點(diǎn)擊查看作者自傳

 

1.全球挑戰(zhàn)與解決方案 

本周的《科學(xué)》（Science Vol 360, Issue 6390, 18 May 2018）期刊聚焦了由于過(guò)度或長(zhǎng)期使用各種抗菌藥、殺蟲劑和除草劑，導(dǎo)致人類目前所面臨的，或即將面臨的無(wú)藥可用的窘境。為此科學(xué)家們各抒己見，提出了各種方案。

在《可惡的進(jìn)化：我們能擺脫殺蟲劑抗性導(dǎo)致的社會(huì)生物學(xué)困境嗎？》一文提出的證據(jù)表明，昆蟲和雜草的演化會(huì)超過(guò)人類研發(fā)新的化學(xué)物質(zhì)的速度。因此作者們指出必須將生態(tài)，遺傳，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)政治因素放在一起通盤考慮，才有希望解決這個(gè)問(wèn)題。

 

《利用基因組技術(shù)分析抗菌病原體的出現(xiàn)和傳播》則寄希望于全基因組測(cè)序（WGS）技術(shù)來(lái)揭示細(xì)菌病原體中抗微生物耐藥性（AMR）在時(shí)間和空間演變的內(nèi)在規(guī)律。并提出利用這種規(guī)律來(lái)更有效地使用現(xiàn)有的和未來(lái)的抗菌劑，并且能夠延長(zhǎng)它們的使用周期。

 

《利用生物制劑進(jìn)行生物修復(fù)和解毒的前景展望》則把希望寄托在原核生物的代謝可塑性上，并提出可以用它們的這個(gè)特點(diǎn)來(lái)進(jìn)行生物修復(fù)和解除環(huán)境有毒物質(zhì)，比如從廢水處理到生境恢復(fù)。

 

《抗真菌藥物的抗藥性對(duì)人類健康和糧食安全構(gòu)成的全球性挑戰(zhàn)》也指出為了避免人類控制真菌感染的能力在全球范圍內(nèi)崩潰，我們必須加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有化學(xué)品的管理，加速新的抗真菌藥物的研發(fā)，并利用新興技術(shù)尋找替代解決方案。

 

2. NMT非損傷微測(cè)技術(shù)的機(jī)會(huì)？！ 

概括一下上面綜述的主要論點(diǎn)，無(wú)外乎寄希望于綜合治理和篩選新技術(shù)的出現(xiàn)兩個(gè)方面。

 

在綜合治理方向，科學(xué)家夢(mèng)將抗性的時(shí)間和空間演變規(guī)律作為主要突破口。正如筆者在從PC膜片鉗到NMT非損傷微測(cè)技術(shù)(2)時(shí)間與空間中指出的那樣，未來(lái)科研的發(fā)展將在不同的時(shí)間和空間維度展開。但同樣如筆者在博文《科學(xué)》癌癥免疫療法非意外受挫：中國(guó)的機(jī)會(huì)？單靠基因組技術(shù)不能夠完全解決生理層面的問(wèn)題，這在人類半個(gè)多世紀(jì)尋求癌癥開關(guān)基因的努力失敗中已得到證明。

 

因此，非損傷微測(cè)技術(shù)在從細(xì)胞器到器官等不同空間結(jié)構(gòu)和從秒級(jí)到數(shù)小時(shí)的時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)抗性的規(guī)律和發(fā)生機(jī)制可以進(jìn)行多時(shí)間和多空間的發(fā)掘和檢測(cè)。這對(duì)于在抗性基礎(chǔ)研究方面苦苦摸索的科學(xué)家們來(lái)講，可謂是從海岸淺灘駛?cè)肓撕棋�的太平洋。而�?duì)于抗藥性應(yīng)用研發(fā)的工程師們來(lái)說(shuō)，工具上無(wú)疑是從小舢板換成了遼寧艦。

 

在篩選新技術(shù)方面，當(dāng)我們回顧英國(guó)科學(xué)家弗萊明(Alexander Fleming)1928年發(fā)現(xiàn)盤尼西林的過(guò)程時(shí)，從被殺死的細(xì)菌們的角度，如果它們可以說(shuō)話的話，當(dāng)有盤尼西林出現(xiàn)的時(shí)候，它們的一定會(huì)是這張卡通里下方的那個(gè)表情，大喊大叫。而右側(cè)的NMT非損傷微測(cè)技術(shù)數(shù)據(jù)將直觀地告訴科研人員，我們的嘗試方向是否正確。

現(xiàn)在，讓我們?cè)贉亓?xí)一下非損傷微測(cè)技術(shù)的另一個(gè)定義，即：NMT是一個(gè)通過(guò)離子分子流速檢測(cè)，揭示生物活體與外界環(huán)境進(jìn)行信息交換的工具。

 

我們知道非損傷微測(cè)技術(shù)從細(xì)胞器，到微生物都可以活體檢測(cè)，而且其分子流速檢測(cè)的靈敏度可以達(dá)到femto（10^-15moles●cm^-2●s^-1）級(jí)，完全可以勝任篩選工作。而且，不同的離子分子流速圖譜將從信號(hào)傳導(dǎo)、能量代謝、生長(zhǎng)發(fā)育等等多方面進(jìn)行更為全面，多時(shí)間空間維度的篩選。

  

3.為什么是中國(guó)的機(jī)遇？ 

技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

中國(guó)目前是世界上，擁有非損傷微測(cè)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室數(shù)量最多的國(guó)家，也是非損傷微測(cè)技術(shù)從研發(fā)到技術(shù)支持專業(yè)人員最多的國(guó)度。而且十幾年來(lái)積累了一批這方面的專家，教授和學(xué)生群體。因此，無(wú)論在技術(shù)還是人才方面，中國(guó)都有著傲視世界的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。

 

文化優(yōu)勢(shì)：

歷史有時(shí)總是驚人的巧合和一致。在西方政治零和游戲日薄西山的時(shí)候。西方的科學(xué)也似乎難以跳出非友即敵的科研思路。盡管他們也想進(jìn)行‘綜合治理’‘生物防治’，但顯然中國(guó)人在這方面有著天然的優(yōu)勢(shì)。

 

政策優(yōu)勢(shì)：

當(dāng)今如火如荼的貿(mào)易戰(zhàn)，國(guó)有大企業(yè)的被人一劍封喉，使得國(guó)家意識(shí)到核心技術(shù)的重要性。而抗藥性的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究，對(duì)于一個(gè)國(guó)家的安全和人民生命健康保障的重要性是不言而喻的！

 

當(dāng)然，挑戰(zhàn)與機(jī)遇永遠(yuǎn)并存，非損傷微測(cè)技術(shù)在抗藥性領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛開始（請(qǐng)見下面文獻(xiàn)）。但既然我們開著航母來(lái)到了太平洋，那就只有勇敢向前，直到抵達(dá)勝利的彼岸！

 

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