如今，超市的貨架上擺放了各種各樣的抗菌產品。人們也樂于接受抗菌或抑菌的概念。然而，美國華盛頓大學圣路易斯分校的一項新研究發現，一種本該殺死細菌的化合物讓細菌變得更強壯，更容易在抗生素治療中存活。
如今，超市的貨架上擺放了各種各樣的抗菌產品。人們也樂于接受抗菌或抑菌的概念。然而，美國華盛頓大學圣路易斯分校的一項新研究發現，一種本該殺死細菌的化合物讓細菌變得更強壯，更容易在抗生素治療中存活。
這項研究于2月19日發表在《Antimicrobial Agents & Chemotherapy》上，表明三氯生暴露可能在無意中將細菌推到一個狀態，讓它們能夠耐受致死濃度的抗生素，包括那些常用于尿路感染治療的抗生素。
三氯生（triclosan）是市場上許多“抗菌”產品中的活性成分。它被廣泛添加到牙膏、漱口水、化妝品甚至嬰兒玩具中，旨在減少或防止細菌生長。
“為了有效地殺死細菌，高濃度的三氯生被添加到許多產品中，”華盛頓大學生物系教授Petra Levin說。
2017年，美國FDA建議不要將三氯生添加到肥皂中，原因是存在安全問題，以及抗菌效果不佳。不過，這些指引并未阻止各大公司將其添加到其他產品中。更重要的是，“三氯生非常穩定。它在體內和環境中長期逗留，”Levin談道。
這項新研究在小鼠中開展，揭示了三氯生暴露在多大程度上限制了人體對抗生素治療的響應能力。此外，它還闡明了三氯生干擾抗生素治療的細胞機制。
免死金牌
一些抗生素能夠殺死細菌，而另一些則阻止它們生長。Levin及其同事對殺菌的抗生素特別感興趣，這種抗生素可以殺死細菌細胞，通常屬于治療細菌感染的處方藥。他們想了解，在殺菌抗生素存在的情況下，三氯生是否可以保護細菌免于死亡。
Levin實驗室的博士后Corey Westfall用殺菌抗生素處理細菌，并追蹤其長期存活能力。他們開展了兩組實驗。在一組中，他們先將細菌暴露在三氯生中，然后用殺菌抗生素處理。在另一組中，細菌未暴露于三氯生中。
“三氯生明顯增加了存活細菌的數量，”Levin談道。“通常來說，只有百萬分之一的細菌能夠在抗生素中存活，而免疫系統可有效控制它們。不過，三氯生的出現改變了這一切。如今有十分之一的細菌能夠存活20小時。現在，免疫系統不堪重負。”
三氯生暴露讓細菌逃過了抗生素的“追殺”。并且，這種保護性質不僅僅限于某一種抗生素。事實上，在暴露于三氯生之后，多種抗生素都被認為殺菌效果不佳。
“三氯生增加了細菌對多種抗生素的耐受，”Westfall說。“環丙沙星（Ciprofloxacin）是我們最感興趣的一種，因為它是一種干擾DNA復制的氟喹諾酮，也是治療尿路感染時最常用的抗生素。”
抗生素不管用了
當細菌（主要是大腸桿菌）進入并感染泌尿道時，就會發生尿路感染（UTI）。該疾病很常見，而三氯生暴露也很常見。大約75%的美國成年人尿液中含有可檢測的三氯生，這個比例高得驚人。那么，三氯生在體內的存在會干擾尿路感染的治療嗎？
Westfall和Levin與華盛頓大學醫學院的合作者一起回答了這個問題。他們讓小鼠喝了含有三氯生的水，使其尿液中的三氯生水平與人類相似。“這個結果意味著我們能夠檢測在小鼠身上檢測三氯生對人類的影響，”Levin說。
所有尿路感染的小鼠都接受環丙沙星的治療。一部分小鼠飲用了含有三氯生的水。在抗生素治療后，他們發現三氯生暴露小鼠的尿液和膀胱中含有大量細菌，未暴露小鼠的細菌數則明顯較低。
“如果兩組之間的細菌數量差異小于十倍，那么我們就很難確定三氯生是罪魁禍首，”Levin說。“現在，我們發現三氯生暴露小鼠尿液中的細菌多了100倍，這可不得了。”
這一驚人的結果帶來了同樣驚人的信息：當三氯生存在時，抗生素在治療尿路感染時可能效果不佳，至少在小鼠身上是這樣。
三氯生的幫手
那么問題來了，三氯生究竟如何干擾抗生素治療？
Levin及其同事發現，三氯生與一種名為ppGpp的小分子共同作用，讓細菌對抗生素不再敏感。ppGpp（鳥苷五磷酸或四磷酸鹽）是細菌細胞內的一種小分子物質，可以抑制細胞生長。
在面對環境脅迫壓力時，ppGpp的反應是關閉生物合成的通路，包括抑制DNA、RNA、蛋白質和脂肪的合成。這種反應有助于將資源從生長轉為生存。
通常，殺菌抗生素通過靶向特定的生物合成通路而殺死細胞。例如，氨芐青霉素靶向產生細胞壁的酶，而環丙沙星靶向DNA合成。當這些通路被關閉時，殺菌抗生素難以完成其工作。
如果三氯生觸發了ppGpp，那么生物合成受到限制，而殺菌抗生素也變得無效。不過，若細菌中缺乏ppGpp，那么照理說生物合成將繼續進行，這些細胞也將被抗生素殺死。
Levin及其同事檢驗了這種假說。他們對大腸桿菌進行改造，使其無法產生ppGpp，并將其與野生型的大腸桿菌進行比較。大腸桿菌突變體中ppGpp的缺乏破壞了三氯生對細菌細胞的保護能力。
盡管未來還需要臨床研究來明確證明三氯生干擾人類的抗生素治療，但Levin認為，“我希望這項研究能夠成為一項警告，提醒我們重新思考抗菌劑在日用品中的作用。”
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