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大约100年前，英国科学家亚历山大‧弗莱明发现了青霉素，改变了人类与细菌之间生死搏斗的历史。随后，科学家又相继研发出一系列抗生素。这些药物曾在一段时间内，帮助人类赢得了对抗细菌感染的斗争。

但随着新抗生素越来越少，细菌对现有药物的抗药性却与日俱增，人类应对细菌的「武器库」日渐捉襟见肘。 《柳叶刀》杂志发表的一篇论文显示，2019年，全球约127万人死于抗药性细菌感染。英国政府2014年委托的专家小组提供的数据则显示，到2050年，细菌感染每年可能导致多达1,000万人死亡。

英国《自然》网站在近日的报导中指出，科学

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家正想方设法在「抗菌战役」中重获优势。有些人希望利用人工智慧（AI）的力量，帮助抗生素更好地发挥作用；也有人寄望于遏制细菌抗药性的演变。

挖掘「小而美」抗菌分子

科学家先前往往专注于寻找广谱抗生素，而一些作用范围较小的分子因此被遗漏。包括美国东北大学微生物学家金·刘易斯在内的科学家希望从中找到一些「小而美」的抗菌分子。

在研发对抗莱姆病的抗生素时，路易斯团队就发现了潮霉素A的新潜能。 1953年，礼来公司首次注意到，潮霉素A会干扰细胞内制造蛋白质的核糖体。但大多数微生物无法吸收它，导致其治疗效果很差。然而，导致莱姆病的伯氏疏螺旋体拥有一种独特的表面蛋白，可吸收潮霉素A。美国Flightpath生物科学公司正在利用潮霉素A，开发治疗莱姆病的药物。

此外，路易斯等人也在培养微生物的过程中，发现了抗生素Teixobactin。这种药物能透过阻止细菌细胞壁的形成来杀死某些细菌。目前，该药物正在进行动物毒性测试，预计很快就会进入人体试验阶段。

AI「专家」大显身手

包括美国宾州大学生物工程师塞萨尔·德拉富恩特在内的一些科学家，则将抗菌药物筛检工作「托付」给了AI。德拉富恩特利用AI在已灭绝动物中发现了抗菌肽。

美国麻省理工学院生物工程师吉姆·柯林斯担心胜肽分子尺寸较大，进一步利用AI发现了具有抗菌潜力的小分子。

科学家使用抗生素和微生物的真实实验数据来训练AI演算法，以预测在数千万种已知化学物质中，哪些分子可能会杀死细菌。

在AI加持下，柯林斯团队发现了化合物halicin。试验结果表明，halicin成功治疗了感染鲍曼不动杆菌和艰难梭菌的小鼠。鲍曼不动杆菌可感染肺部、伤口、血液和尿道；艰难梭菌则主要感染肠道。研究人员也利用AI发现了化合物abaucin，其专门对付鲍曼不动杆菌。

组合疗法有效打击

另一种选择是“鸡尾酒疗法”，即多种药物协同“作战”给细菌以有效打击。科学家已经将这项技术用于导致结核病的细菌。两种药物协同“作战”，可阻止细菌对任何一种药物产生抗药性。

“鸡尾酒疗法”里还包括一些本身并非细菌“杀手”，但有助抗生素更好发挥作用的分子。英国伦敦布鲁内尔大学微生物学家罗南麦卡锡说，这些分子最有希望发挥作用的地方在于干扰细菌的沟通或聚集能力。尽管干扰可能不会完全杀死它们，但可让抗生素甚至免疫细胞到达细菌聚集处将其消灭。

麦卡锡等人发现，草莓中发现的一种化合物山奈酚可干扰鲍曼不动杆菌的生物膜，并使微生物对原本可能是亚致死剂量的抗生素粘菌素敏感。亚致死剂量指的是尚未出现死亡但能引起行为、生理、生化和组织等方面的某种效应的毒物剂量。

高效诊断减缓抗药性演变

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快速且准确地诊断感染原因，并鉴定出有效的抗生素，也可减少抗生素用量并减缓细菌或病毒抗药性的演变。

美国博德研究所分子微生物学家罗比·巴塔恰里雅指出，他们其实很少遇到完全无法治疗的生物感染。但当人们病得很重，检测结果又迟迟未出时，医生会开立广谱抗生素或尝试多种药物，这些药物可能会加速细菌或病毒的抗药性传播和发展。

哈佛大学医学院约翰‧保尔森团队正借助微流体和显微镜方法，研究单一微生物的生长和分裂情况，以及它们对治疗的反应。目标是在一小时内，完成血液样本诊断和抗生素抗药性分析。

今年6月，瑞典科学家开发的一项类似技术获得1,000万美元的抗生素抗药性研究奖。这项技术能在约45分钟内，辨别造成泌尿道感染的「罪魁祸首」是细菌还是病毒，以及哪种抗生素最有效。

人类肠道内平均含有约100兆个微生物，其中许多微生物不断争夺有限的资源。美国史丹佛大学和宾州大学合作，在微生物的竞争中看到了开发新型抗生素的潜力。合作团队调查了近2,000人的肠道微生物组，发现了数十种潜在的新型抗生素，这些抗生素有朝一日可能为人类自身对抗抗药性细菌做出贡献。研究论文发表在《细胞》杂志。

近年来，科学家一直在各处寻找候选抗生素：从尼安德特人和猛犸像等灭绝生物的基因讯息，到实验室内利用人工智慧分析的大量细菌基因物质。

鉴于细菌进化速度很快，团队推测，鼓励

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竞争的环境（如人类肠道）可能蕴藏大量未被发现的抗菌化合物。该团队专注于胜肽类物质，即氨基酸短链，它们先前已被证明有望成为新型抗生素。团队透过计算，「挖掘」​​​​了超过40万种蛋白质。

研究发现，这些分子的组成与传统抗菌剂不同，构成了一个新类别，它们的独特性质将有助于理解和扩展抗菌剂的序列空间。

在找到数百种抗生素候选物质后，团队选择了78种来测试实际细菌。他们将抗生素物质合成胜肽，然后将细菌培养物暴露于每种胜肽中，等待20小时，以查看哪些胜肽成功抑制了细菌生长。该团队在动物模型中测试了这些抗生素候

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选物质。

结果表明，超过一半的测试胜肽都起了作用，能抑制有益菌或致病菌的生长，而主要候选药物普雷沃菌素-2被证实具有与多粘菌素B相当的抗感染能力。多粘菌素B是目前用于治疗多重抗药性感染的、经美国食品药物管理局批准的抗生素。这显示人类肠道微生物群中可能含有未来可用于临床的抗生素。

回溯人类与病魔的斗争史，疫苗挽救了无数生命。在对抗恶性肿瘤方面，医药工作者也对疫苗寄予了厚望。近年来，肿瘤疫苗的研发在全球升温，我国在这一领域也取得了许多重要成果。肿瘤疫苗有望成为人类对抗癌症的利刃。

我国肿瘤疫苗的研发现况如何？未来还面临哪些挑战？记者就上述问题采访了相关专家。

肿瘤疫苗分为预防及治疗两类

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人们较熟知的肿瘤疫苗是子宫颈癌疫苗，这也是目前仅有的临床上广泛应用的预防性肿瘤疫苗。子宫颈癌的发病机转相对明确且单一，即大多数子宫颈癌是由人类乳突病毒（HPV）感染所致。 「针对某一病毒进行疫苗研发，我们具备较为成熟的经验。然而，绝大多数癌症的病因是不明确的，涉及基因突变、遗传、环境、生活作息等多种复杂因素综合诱导，使得预防性疫苗’无’的放矢。」北京中西医结合医院妇产科主任张小燕解释了临床上没有其他预防性肿瘤疫苗的原因。

临床数据显示，子宫颈癌发生率在疫苗接种覆盖率高的地区得到了有效控制，这也证明子宫颈癌疫苗在预防领域发挥了关键作用。张小燕介绍，肿瘤疫苗一般分为两大类，除了人们熟悉的预防性疫苗，还有治疗性疫苗。

预防性肿瘤疫苗主要是透过在人体内注射肿瘤相关的灭活或减活病原体等，活化人体免疫系统，以预防肿瘤的作用。治疗性肿瘤疫苗则是将肿瘤抗原、编码肿瘤抗原的基因、免疫细胞及分子等导入人体内，活化人体的特异性免疫反应，进而起到杀死肿瘤的作用。两类疫苗的接种目的不同，但二者主要的生物学原理都是调动人体自体免疫反应。

近年来，随着肿瘤学和基础免疫学不

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断发展，研发更有针对性的治疗性肿瘤疫苗逐渐成为当前肿瘤免疫治疗领域的热门分支。

我国多点发力获得阶段性成果

在全球肿瘤疫苗研发提速浪潮中，我国生物医药从业人员攻坚克难、多点发力，在一些领域取得阶段性进展。

在预防性肿瘤疫苗领域，2023年10月，中山大学、中山大学肿瘤防治中心与重庆智飞生物股份有限公司共同进行EB病毒（一种疱疹病毒）肿瘤疫苗研发。 EB病毒是首个被发现的人类致瘤病毒，可诱发鼻咽癌、鼻咽部淋巴瘤、鼻咽部恶性黑色素瘤等多种癌症。该研究旨在推动EB病毒预防性肿瘤疫苗早日问世。

基于疫苗的生化特征，治疗性肿瘤疫苗可分为五大类：肿瘤细胞疫苗、蛋白质和多胜肽疫苗、核酸疫苗、病毒载体疫苗、树突状细胞疫苗。其中，核酸疫苗中的mRNA肿瘤疫苗由于耐受性良好、生产便利性以及成本效益高，一直是治疗性肿瘤疫苗甚至肿瘤免疫治疗领域的研究焦点。

2022年1月，斯微（上海）生物科技股份有限公司的mRNA个人化肿瘤疫苗在澳洲取得Ⅰ期临床批件，成为全球首个获准临床的国产mRNA肿瘤疫苗。

2023年3月，北京立康生命科技有限公司自主研发的LK101注射已成为国内首个获准进入临床的个人化新生抗原mRNA肿瘤疫苗。

今年8月，成都威斯津生物医药科技有限公司自主研发的mRNA肿瘤疫苗WGc-043注射液继今年5月获美国食品药物管理局临床试验批件之后，再获中国国家药品监督管理局药品审查中心批准进行Ⅰ期临床试验。

此外，杭州纽安津生物科技有限公司、深圳市新合生物医疗科技有限公司、四川康德赛医疗科技有限公司等国内生物医药企业生产的个人化肿瘤疫苗，也陆续获得临床试验申请受理。

我国科研人员还在基础研究方面持续发力。中山大学肿瘤防治中心副主任曾木圣团队系统研究了EB病毒致癌分子机制与标靶干预，相关成果获得国家自然科学奖二等奖；来自中国科学院过程工程研究所与中国科学院大学化学科学学院的联合团队，以肿瘤免疫治疗及生物剂型工程为研究基础，创建了新型全肿瘤细胞疫苗平台；国家奈米科学中心研究员赵沧和聂广军团队提出一种「围疫苗期」免疫预激策略，利用细菌来源的奈米囊泡强化机体免疫系统功能，从而增强后续肿瘤疫苗免疫治疗效果…

「在医学领域，要解决药物和疫苗面临的问题，基础研究是基石。越是前沿的应用，越绕不开基础研究。」曾木圣说。

基础研究与临床应用研究并进、同频共振，为我国肿瘤疫苗研发领域注入不竭动力。

未来目标瞄准增强免疫反应、改进递送系统

尽管全球的肿瘤免疫治疗赛道持续升温，肿瘤疫苗研发仍面临一系列难题。

中国科学院院士、四川大学生物治疗全国重点实验室主任魏于全在今年发表的论文中详细阐述了当前肿瘤疫苗研发面临的五大临床挑战，分别是抗药性和免疫逃脱、抗原选择和疫苗设计、生物资讯学在疫苗研发中的应用、联合治疗策略的应用，以及法规和品质控制。

对此，科学研究人员提出了一些策略：首先，合并使用肿瘤疫苗与免疫检查点抑制剂以增强免疫反应；其次，基于新抗原的个人化疫苗策略，透过精准识别肿瘤特异性抗原，从而提高肿瘤疫苗的标靶性和效果。

此外，利用生物资讯学和系统生物学方法来优化疫苗设计，以及改进疫苗递送系统，也是目前研究的重要方向。

虽然肿瘤疫苗研究面临挑战，但多位业内专家表示对未来充满希望。他们认为，肿瘤疫苗结合多元化治疗策略在未来肿瘤免疫治疗领域拥有巨大潜力。 「私人订制」式的精准治疗模式，可望为广大肿瘤患者带来更多治疗选择。

杜克—新加坡国立大学医学院和新加坡国立大学机械生物学研究所联合发现一种唤醒休眠神经干细胞的新方法，为自闭症、学习障碍和脑性麻痹等神经发育障碍提供了潜在的新疗法。发表在《科学进展》上的这项研究表明，名为星状细胞的神经细胞对于唤醒大脑中休眠的神经干细胞至关重要。

在成年哺乳动物大脑中，大多数神经

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干细胞处于休眠状态。但一旦收到特定活化讯号被唤醒，它们就会产生新的神经元，帮助大脑修复和生长。

神经干细胞的活化问题与老化性认知衰退和神经发育障碍息息相关。神经发育障碍影响全球约5%的儿童和青少年，导致认知、沟通、适应行为和心理运动能力受损。

为了研究这种激活，研究团队将目光转向了果蝇。与哺乳动物类似，果蝇的神经干细胞在被唤醒前一直处于休眠状态。团队使用放大倍率为10倍的超解析度显微镜，检查了果蝇休眠神经干细胞的标志性微小纤维结构。这些细微结构的直径约为1.5微米，一种特定类型的Formin蛋白可活化这些细丝并使其组装。

团队观察到，星状细胞会释放一种名为「折叠原肠胚形成」或「Fog」的讯号蛋白，这种蛋白会引发连锁反应，包括活化Formin蛋白路径来控制肌动蛋白丝的运动。最终，这些过程会唤醒神经干细胞，使其脱离休眠状态。然后它们开始分裂，产生有助于大脑修复和发育的新神经元。

随后，神经干细胞中的受体蛋白GPC

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R，会对星状细胞分泌的Fog反应，活化控制神经干细胞中肌动蛋白丝形成的讯息传递路径。 GPCR蛋白家族已成为治疗各种人类疾病的主要药物标靶——34%的经美国食品药物管理局批准的药物针对该蛋白家族。而这次了解此讯息传递路径如何控制神经干细胞再激活，有望为利用现有药物治疗神经发育障碍提供潜在策略。

【总编辑圈点】

神经干细胞是一种特殊的、能自我更新的细胞。在成年人中，大多数神经干细胞处于休眠状态。长期以来，科研人员都在摸索唤醒这些休眠干细胞的方法。这次，他们将目光投向了小小的果蝇，找到了激活休眠神经干细胞中标志性微小纤维结构的关键——一种特定类型的蛋白。再继续追溯，则可以发现，我们已经熟悉的GPCR蛋白家族也在其中扮演角色。这意味着现有的药物或许就能发挥作用。如果成年人的大脑也能“再生”，神经系统疾病也有了治愈的希望。

《自然·人类行为》19日发表的一项基于日本97602人数据并结合机器学习演算法的研究显示，拥有电子游戏机并参与游戏，可能会对心理健康产生积极影响，但时间不宜过长。

通常认为，电子游戏会对心理健康产生负面影响，世界卫生组织已经将游戏障碍列为健康问题。但关于电子游戏和心理健康的关系，大多数现有科学证据并没有在二者之间建立强烈的关联。

由于2020年至2022年游戏机短缺，日本的零售

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商用抽签的方式为消费者提供两种不同的游戏机。日本大学研究团队此次​​利用这种随机分配评估了电子游戏对压力和生活满意度的影响。他们调查了97602人（其中8192人参与了游戏机抽签），他们的年龄在10—69岁。调查收集了受访者是否参与抽奖、拥有游戏机的情况、游戏偏好、心理健康、生活满意度以及社会人口特征等资讯。

团队采用专为推断调查数据因果关系而设计的机器学习演算法，发现拥有一台游戏机和在其中一台游戏机上玩游戏，都会改善心理健康。但每天玩游戏超过3小时的人不再获得同等益处。研究也发现，拥有游戏机能提高生活满意度，减少心理痛苦。

研究人员表示，这项发现也凸显了萤幕使用时间对心理健康的复杂影响。

美国西奈山伊坎医学院科学家在前列腺癌患者的血液内检测出一些新型RNA，被包裹在名为「细胞外囊泡」的奈米颗粒内。当癌症存在时，这些分子会发生变化，这表明它们有可能成为检测前列腺癌的生物标记或治疗标靶。相关论文发表于

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最新一期《细胞外囊泡期刊》线上版。

研究团队将这些RNA分子命名为「EV-UGR」（细胞外囊泡相关未注释基因组区）。未注释基因组区（UGR）通常被称为人类基因组的“暗物质”，对控制基因开关及遗传指令如何转化为蛋白质至关重要。

细胞外囊泡和外泌体是微小的奈米颗粒，仅为人类头发宽度的千分之一，由细胞分泌到血液和尿液等生物流体中。研究团队发现，细胞外囊泡携带一些先前未被辨识的RNA暗物质小片段。

为了辨识这些新型RNA，研究团队使用下一代小RNA定序技术快速分析人体组织和液体样本。他们还开发了一种具有成本效益的液体活检方法，并创建了从血液和尿液中分离微小细胞外囊泡的工具。结果显示，在癌症存在的情况下，血液EV-UGR会改变。这表明，医生或许可透过简单的非侵入性液体检测，诊断前列腺癌。

「生物炭」方法阻断抗药性传播

找到抗药性基因的污染源头后，团队进一步发现，中水回用和堆肥，会导致土壤中部分抗药性基因的扩散和富集。同时，他们发现，污泥和动物粪肥的长期施用，会增加土壤抗药性基因的多样性和丰度。

污水处理厂的污泥，需要经过相应的处理才能施用于土壤中，堆肥是主要的处理方法。 「我们原以为高温堆肥能杀死污泥中的病原菌，减少抗药性基因。然而，在研究污泥堆肥过程中抗药性基因的变化时，我们发现堆肥后期抗药性基因反而增多了。」苏建强说，「我们继而探讨其中可能的原因，这个结果促使我们关注到有机堆肥中的抗药性基因问题。”

事实上，人类活动排放的抗生素及抗生素抗

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药性基因与人类、动物、环境共享一个微生物世界，并透过微生物循环传播。

「研究团队曾经采集了多个餐厅中生食蔬菜沙拉样品，发现人们每食用300克的生食蔬菜，可摄取约109数量级拷贝数的抗生素抗药性基因。」朱永官告诉记者，这说明用带有抗性基因有机肥浇灌的蔬菜也会带有抗药性基因。这些基因会透过食物链传递到人体。他进一步解释，环境中的微生物群落非常复杂，如1克土壤中就含有约10亿个微生物，它们之间无时无刻不发生基因的水平转移，这个过程使抗生素抗药性基因转移和扩散。

为解决有机堆肥导致的抗药性基因扩散问题，团队有针对性地开发出「生物炭」土壤污染治理方法，即利用600℃及以上的高温对猪粪或鸡粪进行炭化处理，使其中的抗生素和抗药性基因分解。这项原始成果可以在动物粪便进入环境之前，将其变成生物炭，从而减少土壤中的抗药性基因污染。目前，「生物炭」土壤污染治理方法已经走出实验室，走上生产线，成为销往世界的产品。

今年6月，由朱永官领衔的「环境中抗药性基因的形成与扩散机制」计画荣获全国自然科学奖二等奖。这项荣誉充分肯定了团队在抗药性基因环境污染研究领域所取得的成就。

目前，除了「生物炭」土壤污染治理方法，高温堆肥技术、水体高级氧化技术、电化学技术等的发展也为管控和减少环境抗药性基因污染提供了有效手段。此外，噬菌体疗法作为一种自然的生物消减技术，为减少环境中的抗性基因带来了新的希望与前景。

遏制微生物抗药性任重道远

作为一类新型微生物污染物，环境中的抗药性基因日益受到国际社会的关注。 2016年，世界卫生组织、联合国粮农组织等明确指出，应启动全球行动计划，重点关注抗药性在「人—动物—环境」中的传播和扩散问题。

2022年，我国国家卫生健康委员会、生态环境部、农业农村部等13个部门联合印发了《遏制微生物抗药性国家行动计画》，强调环境中细菌抗药性研究的重要性，并要求各政府部门和产业加强协作，从多个领域出发，打出组合拳，共同应对这项挑战。

那么，究竟该如何因应微生物抗药性风险呢？

「源头上把控、过程中控制、末端上修复。」朱永官说，应对微生物抗药性风险，要从这三个层面应对，即源头严格把控抗生素的使用和污水排放，过程中控制抗药性基因的传播扩散，在末端则要进行修复治理。

「我们的研究成果发布

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以后，受到国内外的广泛关注。 」苏建强说，团队发表的相关研究论文连续几年成为被引热点论文，相关原创成果促使世界各地采取措施。同时，基于团队建构的高通量定量PCR检测平台，我国团队与英、德、美、澳等国的同行建立了广泛合作。

目前，科学家已对环境中抗药性基因进行了一些基础研究并获得了一定数据，但对环境中抗药性基因的全面系统研究仍显不足。抗药性基因从哪里来、到哪里去、风险如何，以及具体采取哪些因应措施，仍有待科学研究作出系统性回答。

「我国是最早发布和实施《遏制细菌抗药性国家行动计画》的国家之一。遏制微生物抗药性已经上升到国家安全和重大战略高度，不再局限于某个行业或某个专业领域。」国家卫生健康委医政司副司长李大川曾表示，由于不同地区间、不同医疗机构间的服务能力、管理水准仍有较大差异，微生物抗药性问题情势仍严峻复杂，还需要进一步强化抗微生物药物合理应用管理，提升医疗卫生和动物卫生专业人员微生物抗药性防治能力，提升全社会对微生物抗药性的认知水准。

「废弃物排放导致的抗生素抗药性，正是人类在微生物世界留下的『足迹』。我们要做的是尽可能让这类『足迹』少一些。」朱永官强调，抗药性基因向活菌再向病原菌过渡、复合污染以及宿主与微生物组之间的相互作用，是人们当前面临的新挑战、新课题，科研人员与微生物病学的「战争」，仍在继续。

「我家孩子从来没使用过阿奇霉素，咋也抗药性了？」今年8月初，在福建省厦门市思明区莲前街道社区卫生服务中心，家长李华向医生表达了自己的疑惑。

在儿科门诊，儿童家长常向医师提出这个问题。事实上，不仅是儿童，很多人都被这个问题困扰。

微生物抗药性，特别是细菌的抗药性，已被世界卫生组织列为严重威胁人类安全的公共卫生问题之一。多重抗药性细菌的增加和扩散，使标准化治疗成效甚微。

「环境是抗药性基因的储存库，也是细菌抗药性传播的重要媒介。」中国科学院院士、中国科学院城市环境研究所所长朱永官在接受记者采访时表示，诸如抗生素滥用、集约化养殖以及生活污水排放等人类活动，正在加剧环境中抗药性基因的扩散与传播，进一步导致人群暴露在抗药性污染的环境中。

为解决这个迫切问题，科学家和公共卫生专家积极寻找解决方案，一场微生物界「无硝烟的战争」已然打响。

药物为什么“失效”

抗生素作为对抗细菌感染的关键武器，已挽救了数亿人的生命。然而，全球的临床医生如今正面临一个日益严峻的问题：曾经「药到病除」的药物对某些细菌开始失去效用。

「例如用于治疗支原体肺炎、百日咳等疾病的大环内​​酯类一线药物，治疗效果在逐年下降。」上海儿童医学中心医生张皓经过十多年的临床观察发现，相当一部分患儿应用阿奇霉素治疗后，效果走低，病程延长，且肺内病变持续发展。

导致这一系列问题的根本原因正是抗生素抗药性。抗生素抗药性，是指微生物对一种或多种原本有效的药物产生抵抗能力，即微生物对药物的敏感性降低，导致正常剂量的抗生素无法发挥应有的杀菌效果，甚至完全无效。

「如果把抗生素比喻为长矛，细菌的抗药性基因就相当于盾，能够防御抗生素的攻击。」复旦大学附属第五人民医院医院感染管理科副主任技师申春梅说，细菌对环境具有较强的适应能力，产生抗药性是其进化过程中自然选择的结果。人类社会对抗菌药物的滥用，正在加速细菌抗药性的产生，导致临床可选择的抗生素越来越少。这不仅抬高了医疗成本，也增加了病患的健康风险。

中国细菌抗药性监测网的最新报告显示，2023年上半年，抗药性菌株检出率呈上升趋势。其中，被世界卫生组织列为抗菌药物抗药性「重点病原体」的鲍曼不动杆菌，检出率更是升至78.6%—79.5%，刷新历史最高值。世界卫生组织相关数据显示，2019年，感染抗药性细菌直接造成127万人死亡，间接死亡人数达500万人；预计到2050年，每年将新增约1000万直接死亡人数，与2020年全球死于癌症的人数相当。

世界卫生组织前总干事陈冯富珍博士曾指出，

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随着多重抗药性细菌的不断增加和播散，普通感染也可能成为致命威胁。 「这并非危言耸听，当人类遭遇无药可用的困境时，即便是微不足道的伤口或是呼吸道感染，也可能带来致命后果。」她说。

自然环境成传播“中继站”

近年来，如何破解抗药性问题成为医学领域面临的重大挑战之一。相关研究围绕着抗药性分子遗传基础、转移机制等面向展开，以期深入理解微生物或细胞如何发展出抵抗能力，进而开发出新型药物、药物组合、疗法以及替代治疗手段，以应对现有药物失效的问题。

值得重视的是，即使个体从未使用过抗生素，抗药性情况也可能出现。 「抗药性的是细菌，而不是人体。」张皓进一步解释，抗药性的主体是微生物本身，换句话说，人体只是新型抗药性病菌的宿主。这意味着，抗药性的产生不仅和个体有关，更和人类群体及环境密切相关。

在个体层面，长期不当使用抗生素可导致细菌基因突变，进而产生抗药性。抗药性菌株在群体中透过接触传播，使得整个群体都面临抗药性风险。而更容易被忽略的是，环境中残留的抗药性基因，会加速抗药性菌株的产生与扩散。

2002年，朱永官在追溯土壤中的砷污染时，意外发现土壤中的动物粪便里也存在抗药性基因。在养猪场、养鸡场，为了让动物快速生长并防止其感染肠道疾病，饲料中会添加铜、锌、砷和抗生素等，这些重金属及抗生素抗药性基因会透过动物粪便排放到环境中。

「抗药性基因是遗传讯息，可以被复制。」朱永官敏锐地意识到，不同于过去研究的化学污染，由于添加抗生素导致细菌抗药性的生物污染可能是一个更严重的环境污染问题。很快，朱永官逐渐把研究重心从砷调整到抗药性基因上，当时这一领域的相关研究在国际上尚属空白。

「环境中的抗药性基因与医学中的抗药性基因一样，都是一段核苷酸序列，编码抗药性状。但这些抗药性基因可以在『人类—动物—环境』间扩散，并可能转移到病原菌中，使病原菌形成新的或多重抗药性表型，从而影响抗生素疗效和人类健康。

此前，医学领域和动物养殖业已针对抗药性基因进行大量研究。而朱永官团队所进行的研究主要关注环境中的抗药性基因，其复杂性体现在抗药性基因在环境中的持久性存留、传播和扩散等多个环节。

「过去，我们主要关注医学领域和动物养殖业抗生素的使用情况，忽略了环境中的抗生素残留问题。实际上，河流、土壤甚至饮用水中都能检测到微量抗生素，自然环境成为抗药性基因传播的’中转站’。」苏建强说，环境在细菌抗药性过程中扮演着不容忽视的角色，因此，解决药物不仅应从临床视角扩展到

追寻抗药性基因污染源头

环境中存在的抗药性基因究竟从何而来？它们又是如何传播、扩散的？揭示抗药性基因在环境中的形成与扩散机制，对于控制抗药性的蔓延至关重要。

系统回答这个科学问题，先要摸清环境中抗药性基因的「家底」。为此，朱永官团队在国内进行了一场大规模采样调查。团队先后在全国26个省份采集了152个耕地或森林的土壤样本；又前往全国17个城市的32个污水处理厂，在城市排水高峰期开展采样工作，以摸清我国水土中抗药性基因的分布。

从土壤和污水样本中精准「揪出」抗药性基因并非易事。朱永官介绍，首先，环境中有数百种甚至数千种抗药性基因，而土壤和水体中的微生物群落又极其复杂，抗药性基因存在于各种微生物体内，这使得分离和鉴定工作难度极大。其次，传统检测方法无法准确辨识低浓度或新出现的抗生素抗药性基因，限制了抗药性基因研究的深度和广度。同时，海量的数据需要强大的生物资讯工具来处理，以准确解读抗药性基因的种类、丰度和潜在传播模式。

如何对大量环境样本中众多抗药

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性基因进行快速检测，成为团队进行研究的技术困难。为此，团队建构了抗药性基因的高通量定量聚合酶链式反应（PCR）检测平台。这个平台一次运作可对300多个抗药性基因进行定量检测，大幅提升了对抗药性基因的筛检和定量分析能力。该平台借助PCR技术，能大量复制特定的DNA片段，使定量分析更快速便捷，满足科学研究的需求。

「我们发现，有128种抗生素抗药性基因在超过80%的样本中存在。」朱永官介绍。

检测平台的搭建使朱永官团队在调查中快速取得进展：一是发现了人类活动与环境中的抗生素残存之间存在明显的正相关关系，在受人类扰动较大的耕地土壤中，抗生素耐药基因检出数量及丰度都显著高于森林土壤，同时，中东部人口密集区中检测到的耐药基因高于人口稀疏环境；二层是基本锁定在人口中的主要地区。

「我们随意丢弃的一粒药片，或人类或动物服用抗生素后排出的抗性微生物，都会随着废弃物进入环境。」朱永官解释道，透过微生物循环系统，抗药性基因从点源扩展到整个生态系统，使人群暴露在抗药性污染的环境中。

在这次情况下摸中，科学研究人员首次获得了20种我国环境中普遍存在的抗药性基因。这对理解抗药性基因的传播路径及潜在风险至关重要。

记者22日从中国农业大学获悉，该校动物医学院沈建忠院士与复旦大学附属华山医院胡付品研究员团队，揭示了碳青霉烯抗药性高毒力肺炎克雷伯菌在单一宿主（包括患者和小鼠）尿道中进行适应性进化的现象，为理解该菌在宿主体内的生存策略提供了新视角，并为未来开发针对该类，并为未来开发针对该策略提供了新视角，并为未来开发针对该策略。相关成果日前发表于国际期刊《美国国家科学院院刊》。

7月31日，世界卫生组织发出警告，一类兼具高毒力和多重抗药性特征的「超级细菌」—碳青霉烯抗药性高毒力肺炎克雷伯菌正在全球蔓延。

论文共同通讯作者、中国农

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业大学教授吴聪明告诉科技日报记者，碳青霉烯抗药性高毒力肺炎克雷伯菌能引起动物（牛、犬猫等）和人的致命性感染，且几乎对临床上所有可选的抗生素耐药，其致死率接近35%，甚至更高。该菌可塑性强，面对各种环境压力能不断发生适应性演化。然而，对于该菌在宿主体内时间维度上的演化讯息，以及其体内演化是否由抗生素压力所驱动等问题，一直没有答案。

这项研究追踪了一名同时患有阴囊脓疡和尿道感染的患者，并分析了他在不同病程阶段尿液中分离的碳青霉烯抗药性高毒力肺炎克雷伯菌。研究首次揭示了碳青霉烯抗药性高毒力肺炎克雷伯菌在单例宿主尿道中以黏度表型转变为特征的适应性演化规律，并解析了这种黏度转变的分子机制。

关于生命起源的一个主要未解之谜是，地球「原始汤」中漂浮的RNA液滴究竟如何演变成了被膜包裹的生命体－细胞。美国芝加哥大学和休士顿大学生物学家和工程师在发表于《科学进展》杂志的论文中提出了新见解。论文示范了38亿年前雨水如何帮助原始细胞形成网状壁，这是从微小的RNA珠滴演变为细菌、植物、动物和人类的关键一步。

研究探讨了一种由蛋白质、脂质和RNA等复杂分子自然形成的隔间，称为「凝集体液滴」。这些液滴就像是水中的油滴，长期以来被视为第一批原始细胞的候选人。

任何包含新的、可能有用的RNA前生命突变的液滴，都会在几分钟内与其他RNA液滴交换这种RNA，这意味着它们很快就会变得相同。这样就不会有分化和竞争带来的演化，也意味着没有生命。

研究人员发现，含有早期RNA形式的凝集体液滴中，RNA交换得太快。他们假设，蒸馏水对凝集体液滴的影响可能与地球上生命的起源有关。而38亿年前蒸馏水可能存在的方式就是雨水。

实验发现，将凝集体液滴转

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移到蒸馏水中可延长RNA交换的时间，从几分钟延长到几天。这段时间足以发生突变、竞争和进化。

将凝集体液滴转移到蒸馏水中，液滴周围就会形成一层较硬的“皮肤”，从而限制它们交换RNA。当它们稳定下来，不再交换遗传物质，就能很好地储存自己的遗传讯息。该状态至少持续几天，保证其遗传序列中发生突变，一个族群就可实现进化。

在利用真实雨水和模拟雨水进行的实验中，研究人员发现了相同结果：雨水形成了原始细胞周围网状壁，创造了可能孕育生命的条件。