Science期刊特刊关注杀生物剂耐药性 抗生素杀虫剂除草剂

邓文龙

Science期刊特刊关注杀生物剂耐药性

杀生物剂包括抗微生物剂（如抗真菌药物和抗生素等），杀虫剂和除草剂  抗生素杀虫剂除草剂

2018-05-25 20:39

2018年5月25日/生物谷BIOON/---2018年5月18日，Science期刊特刊关注杀生物剂（biocide，也译作生物杀灭剂）耐药性，共发表5篇论文，其中1篇关于这期Science期刊特刊介绍和4篇从不同的角度评述抗微生物剂耐药性。杀生物剂包括抗微生物剂（如抗真菌药物和抗生素等），杀虫剂和除草剂。小编针对这期Science期刊特刊进行介绍，详情如下所示。

图片来自Fotokostic/iStock.com。

1.Science：直击抗微生物剂耐药性
doi:10.1126/science.360.6390.726

几乎一发现抗生素在医学上有价值，耐药性就会在细菌中出现。每当发生突变或重组的有机体面临灭绝时，那些携带着避免死亡的变异的生物个体将会存活下来并进行繁殖从而接管整个群体。在迅速繁殖并超过我们抵抗它们的努力的有机体中，这种情况能够快速地发生。因此，我们使用化学物来消除临床上的、家里的和农业上的病原体和害虫，而这会导致耐药性出现。

如今，我们发现我们自己令人吃惊地加快抗生素、杀虫剂和除草剂耐药性产生。通过化学剂滥用，耐药性还会给自然、社会和经济系统带来广泛的附带损害。鉴于仅有为数不多的化学剂在农业和临床环境中使用，对抗真菌剂产生的耐药性尤其是一大挑战。

进化总是会规避新型杀生物剂的正面攻击，而且我们可能无法发明我们所需的所有新产品。因此，我们必须利用进化方法来找到更聪明的方法，以便尽可能地维持化学剂敏感性。我们如今有办法整合各种害虫和病原体管理方法，包括对处方行为进行严格管理，一致性地使用临床卫生措施，对作物害虫设立的物理屏障以及其他的种植制度。我们迫切需要重新审视我们对化学剂的依赖性，以确保我们未来的医疗和食品安全。

2.Science：若不干预抗真菌药物耐药性，真菌感染将变得越来越危险
doi:10.1126/science.aap7999

不断增加的抗真菌药物耐药性水平可能导致增加的疫情爆发，并影响世界各地的粮食安全。在一项新的研究中，由英国帝国理工学院和埃克塞特大学的研究人员领导的一个国际团队提醒道，需要改进现有药物的使用方式，以及更加着重关注发现新的药物，以避免让我们控制和抵抗真菌感染的能力遭受“全球崩溃”。相关研究结果作为一篇综述论文发表在Science期刊上，论文标题为“Worldwide emergence of resistance to antifungal drugs challenges human health and food security”。

常见的真菌感染包括影响粮食作物的枯萎病以及人类和家畜中的酵母菌和霉菌相关感染，这些感染对具有潜在病症的人是致命性的。这些研究人员说，许多用于治疗植物和动物真菌感染的药物都有可能变得没有疗效，并且担心那些用于人类真菌感染治疗的药物可能会发生同样的情况。这些发现强调新出现的对常见抗真菌药物（antifungal drug, AFD）产生耐药性的真菌菌株在史无前例地增加。

论文第一作者、帝国帝国理工学院的Matthew Fisher教授说，“抗微生物剂耐药性的威胁已在细菌中得到很好地建立，但在真菌中很大程度上被忽视了。”

Fisher教授补充道，“迄今为止，这个问题的严重程度一直没有得到认可和并被低估，但对人类健康和食物链的威胁是严重的和直接的。除了药物发现和应对真菌病原体的新技术之外，我们迫切需要对现有的抗真菌剂进行更好的管理，以确保它们被正确地使用并保持有效性。随着新的真菌物种和变种在世界各地蔓延，真菌对人类和作物健康的威胁越来越大，因此我们必须有办法与之抗衡。但是，抗真菌药物的数量是非常有限的，这意味着耐药性的出现使得许多常见的真菌感染变得无法治愈。”

研究人员估计真菌疾病（通常影响免疫系统功能减弱的人）导致的人类死亡人数如今超过了疟疾和乳腺癌导致的死亡人数，并且与由结核病和HIV引起的死亡人数相当。弱势患者，比如癌症患者或接受过器官移植的患者尤其面临风险。

这些研究人员将全球贸易网络以及世界各地的人、动物和食物的加快流动视为有助真菌的耐药性菌株快速传播的关键促进因素。像细菌一样，真菌彼此间被认为能够互换基因，从而有助耐药性传播。它们的繁殖速度很快，意味着耐药菌株能够快速地增加它们的数量。就粮食生产而言，集约化耕作方法以及种植相对较少的作物品种和过度使用现有化学品来保持它们免于疾病，这都会促进耐药性产生。

根据这些研究人员的说法，除了更多地选择性地使用现有的抗真菌药物，并重点开发新药之外，旨在沉默真菌基因并阻止它们扩散的治疗可能有助于在与真菌病原体的斗争中扭转局势。

埃克塞特大学的Sarah Gurr教授说，“出现的抗真菌药物耐药性在很大程度上并不引人注目，但是如果不加以干预的话，影响人类、动物和植物的真菌疾病将变得越来越难以对付。”

3.Science：我们能够解决农药抗药性的社会困境吗？
doi:10.1126/science.aar3780

为了减缓杂草和害虫对除草剂和杀虫剂产生抗药性的进化进程，政策制定者应当为针对几种有前景的未经测试的减缓害虫进化的方法开展的大规模的景观水平（landscape-level）的研究提供资源。鉴于新的基因组和技术创新可用于比较阻止杂草和昆虫产生抗药性的策略的效果，这些景观水平的研究如今变得更加可行。

这就是美国北卡罗来纳州立大学针对杀虫剂抗药性在Science期刊上发表的一篇标题为“Wicked evolution: Can we address the sociobiological dilemma of pesticide resistance?”的综述类型论文中给出的推荐性建议。

杀虫剂抗药性对美国农业部门造成巨大损失，每年损失大约100亿美元。由此造成的高昂成本也可能对人类生活产生越来越多的影响。比如，如果涂有杀虫剂的蚊帐和配套的杀虫剂喷洒不能减缓抗药性蚊虫传播疟疾的速度，那么非洲等地的人类健康成本可能是灾难性的。

论文通信作者、北卡罗来纳州立大学农业教授Fred Gould 说，“如果这些除草剂和杀虫剂用完了，会对人们产生什么影响？杀虫剂抗药性在主要的杂草和害虫种类中日益增加，这威胁了我们治理这些害虫的能力。杂草种类对使用的每一类除草剂都产生了抗药性，并且550多种节肢动物对至少一种杀虫剂产生抗药性。”

考虑一下草甘膦，这种强大的除草剂在美国广泛地使用，用于保护玉米和大豆等主要作物。 20多年前，作物经过基因改造能够耐受草甘膦，从而允许它们能够在杂草被清除的同时即便接触这种除草剂也能够存活下来。到2014年，大约90％的美国种植的玉米、大豆和棉花作物经过基因改造后耐受草甘膦。不幸的是，随着进化军备竞赛的进展，许多杂草已找到对草甘膦产生抗药性的方法，使得这种除草剂越来越没有效果，这就迫使农民寻找其他的或新的解决方法。其中的一些“新的”解决方法实际上是早就存在的，这是因为人们当前正在研究分别在20世纪40年代和60年代开发出的除草剂2,4-D和麦草畏（Dicamba）是否可能作为广泛使用的抗杂草武器加以使用。

除了生态学和经济学考虑之外，这些作者们强调社会学和政治学的观点也为解决害虫抗药性问题设置了障碍。农民的栽培措施---他们是否在他们的土地上耕种，他们如何将所谓的避难所与转基因作物区域结合在一起，甚至他们开展作物轮作的频率---都在抗虫害方面发挥重要作用。

这些作者们提出在一大片土地---至少数千英亩---上开展大规模的研究来测试特定杀虫剂抗药性策略的效果和对这些土地上的杂草和作物产量和不采用这种策略的大片“对照”土地上的杂草和作物产量进行比较。农民将会获得参与其中的激励措施；这些作者们指出也许会对农民提供补贴来提供这些参与性激励措施。

4.Science：从基因组角度认识抗微生物剂耐药性细菌病原体的出现和传播
doi:10.1126/science.aar3777

全基因组测序（whole-genome sequencing, WGS）对揭示细菌病原体在时间和空间上快速地进化出抗微生物剂耐药性（antimicrobial resistance, AMR）是至关重要的。一些抗微生物剂耐药性的病原菌已超过了我们采取的抵抗措施，因此在医院和社区出现了无法治疗的感染。 不过，全基因组测序还为我们提供了足够的知识来启动对策。 尽管我们不能阻止细菌适应，但是抗微生物剂耐药性细菌中的许多进化过程的可预测性为我们提供了一个利用新的控制策略来引导它们的机会。此外，通过利用全基因组测序协调监测和对抗微生物剂治疗和抗微生物剂耐药性机制的结果形成更基本的理解，我们就能够更有效地使用当前的和未来的抗微生物剂，从而达到延长它们的使用寿命的目的。

5.Science：利用抗微生物剂耐药性进行生物修复和解毒的前景
doi:10.1126/science.aar3778

自然环境中的原核生物对高浓度的化学物和物理应激快速地作出反应。接触人为有毒物质（如油、氯化溶剂或抗生素）有助于抗性表型的产生，其中的一些抗性表型能够将污染物用作专用碳源或电子供体和受体。微生物以类似的方式适应极端的pH值、金属或渗透应激。 因此，原核生物的代谢可塑性能够用于生物修复，并且能够以各种方式进行利用，从受刺激的自然衰减到生物强化以及从废水处理到栖息地修复。（生物谷 Bioon.com）

http://news.bioon.com/article/6722533.html



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