數(shù)學(xué)模型可預(yù)測(cè)抗生素療法成敗

一個(gè)由以色列生物物理學(xué)家和醫(yī)生組成的團(tuán)隊(duì)日前表示，他們開發(fā)出一種數(shù)學(xué)模型，能預(yù)測(cè)某些抗生素療法的成功或失敗，從而幫助醫(yī)生準(zhǔn)確選擇針對(duì)患者病情的抗生素，提高患者的治愈率和生存率。相關(guān)研究發(fā)表在最近的《科學(xué)》雜志上。

耶路撒冷希伯來(lái)大學(xué)娜塔莉·巴拉班教授和耶路撒冷夏阿爾澤德克醫(yī)療中心瑪斯基德·巴-梅爾博士證明，通過(guò)合理選擇或組合現(xiàn)有的抗生素，可以治療被認(rèn)為具有耐藥性的細(xì)菌。巴拉班表示，她們能預(yù)測(cè)抗生素組合應(yīng)對(duì)不同細(xì)菌的有效性，幫助醫(yī)生為患者選擇治療方案。

細(xì)菌可產(chǎn)生防御能力以應(yīng)對(duì)其生存環(huán)境中的有害因素，其常見的策略是“耐受”，即在抗生素治療期間處于休眠狀態(tài)，由于抗生素只能發(fā)現(xiàn)并殺死正在生長(zhǎng)的靶標(biāo)，因而細(xì)菌通過(guò)休眠得以生存，并最終具有耐藥性。

巴拉班和博士研究生艾瑞特·萊文-瑞斯曼曾對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)受控細(xì)菌進(jìn)行研究，并開發(fā)出能夠描述、測(cè)量和預(yù)測(cè)細(xì)菌何時(shí)會(huì)對(duì)特定抗生素產(chǎn)生耐受性的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)，她們觀察到，當(dāng)細(xì)菌對(duì)一種抗生素產(chǎn)生耐受性時(shí)，更有可能產(chǎn)生耐藥性。

隨后，巴拉班與巴-梅爾開展合作，對(duì)醫(yī)療中心感染耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的患者的細(xì)菌樣本進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)病人的模式與他們的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)非常相似，即細(xì)菌首先產(chǎn)生耐受性，然后產(chǎn)生抵抗力，最終抗生素治療失敗。

細(xì)菌從耐受性到產(chǎn)生抵抗力的“抗生素耐受性”中間階段僅持續(xù)幾天，在標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室中無(wú)法檢測(cè)到，但巴拉班她們的數(shù)學(xué)模型可以檢測(cè)到。巴拉班說(shuō)，她希望在其他醫(yī)院和足夠多的患者中重復(fù)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，以證明數(shù)學(xué)模型的有效性。她同時(shí)鼓勵(lì)更多的醫(yī)療中心采用其團(tuán)隊(duì)開發(fā)的測(cè)試，以便快速、輕松地檢測(cè)出患者的細(xì)菌是否對(duì)計(jì)劃中的抗生素治療具有耐受性，然后再進(jìn)行管理。根據(jù)患者的細(xì)菌特征，醫(yī)生可以選擇殺滅患者體內(nèi)細(xì)菌幾率更大的抗生素。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，巴拉班認(rèn)為，研究細(xì)菌的抗生素耐受性和耐藥性發(fā)展進(jìn)化過(guò)程，可能在癌癥治療中發(fā)揮作用，并用于指導(dǎo)癌癥治療，因?yàn)槟[瘤細(xì)胞可能首先對(duì)化療具有耐受性和耐藥性，然后對(duì)其他抗癌藥物具有抵抗力。

總編輯圈點(diǎn)

細(xì)菌這種生物體，本事大得很。最厲害的，就是它們總能找到非常多的辦法來(lái)抵抗抗生素，從而逃避被“殲滅”的危險(xiǎn)，這就是細(xì)菌耐藥性——一種被人類強(qiáng)化的自然現(xiàn)象。可怕的是，細(xì)菌會(huì)把這種耐藥性“分享”給其他同類，也會(huì)傳給下一代，這樣不斷演化下去，最終就是人類遭受感染卻苦于無(wú)藥可用。因此，如果能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)抗生素研發(fā)的失敗或成功，相當(dāng)于在人類對(duì)抗細(xì)菌耐藥之路上，點(diǎn)亮了一盞明燈。（記者毛黎）