自從抗生素被發現以來，許多被微生物感染的病人得以被挽救生命。但是，由於抗生素的使用不規範，導致大量微生物產生了抗生素耐藥性，嚴重威脅著人類健康。
世界衛生組織指出：由於新型耐藥機制的出現，進而出現了抗微生物藥物耐藥性的耐藥病原體，讓常見感染疾病的治愈面臨著更大的威脅。
尤其令人擔憂的是，多重耐藥菌和泛耐藥菌正在全球快速傳播，以至於無法使用抗生素等抗微生物藥物，針對一些感染疾病進行治療。
金黃色葡萄球菌，是一種常見的食源性致病菌。目前，由金黃色葡萄球菌引起的感染患者數量，呈現出逐年上升的趨勢。
在美國、加拿大和中國等國家的食物中毒案例中，由金黃色葡萄球菌毒素導致中毒的案例比例始終居高不下。而且，人們還發現金黃色葡萄球菌具有多重的耐藥性。
可以說，金黃色葡萄球菌的廣泛抗藥性，給國際公共衛生構成了嚴峻挑戰，不僅增加了全球患者和各國衛生系統的財政負擔，也拉高了該類細菌感染病患的死亡率。
因此，針對全球金黃色葡萄球菌的耐藥趨勢進行監測，對於抗生素耐藥性的防控具有重要意義。
在近期一項研究中，浙江農林大學團隊發現該類細菌的耐藥基因數量，在近 100 年來出現了顯著上升。
日前，相關論文以【監測金黃色葡萄球菌過去 100 年間在全世界範圍內的縱向耐藥性趨勢，破解它的演變和傳播】（Monitoring longitudinal antimicrobial resistance trends of Staphylococcus aureus strains worldwide over the past 100 years to decipher its evolution and transmission）為題發在 Journal of Hazardous Materials [1]。
圖 | 相關論文（來源：Journal of Hazardous Materials）
浙江農林大學方冠宇老師為第一作者和共同通訊，該校的劉興泉教授擔任共同通訊作者。
圖 | 方冠宇（來源：方冠宇）
研究中，他們還解析了驅動金黃色葡萄球菌抗生素耐藥性上升的驅動因素。結果發現隨著人類發展指數的提升，也會促進抗生素的消耗，進而間接地驅動金黃色葡萄球菌抗微生物藥物耐藥性的提升。
同時，他們還使用機器學習評估了全球範圍內金黃色葡萄球菌抗生素耐藥風險，這對於公共衛生、醫療政策、抗生素的開發、以及抗生素使用的管理等具有重要意義。
其一，本次研究的公共健康意義在於：能夠幫助我們了解金黃色葡萄球菌耐藥性的趨勢，從而助力於感染防控。
其二，本次研究可以指導抗生素的使用：透過辨識促使金黃色葡萄球菌耐藥性上升的因素，可以幫助相關機構制定更加嚴格的抗生素使用準則和管理措施，從而減緩耐藥性發展速度。
其三，本次研究能助力於疾病預測和預防：評估全球範圍內金黃色葡萄球菌的抗生素耐藥風險，能幫助衛生部門和醫療機構實作更好的資源分配，從而進行相應的提前準備，進而更好地應對潛在的耐藥菌爆發，最終降低對於人類健康的威脅。
其四，本次研究能助力於衛生政策的制定：即能夠為政府和全球衛生組織提供科學證據，制定或調整關於抗生素使用和感染控制的政策。
（來源：Journal of Hazardous Materials）
而從整個研究成果來看，它將在以下五個細分方向發揮作用：
（1）為更新抗生素治療帶來指南：基於耐藥性的最新數據和趨勢，可以更新臨床抗生素使用指南，確保醫療機構根據最新的耐藥性情況，讓患者使用真正有效的抗生素。
（2）為新型抗生素和治療策略的開發帶來助力：透過分析耐藥基因和抗生素耐藥機制，可以為藥物研發人員和生物技術公司提供研發目標，發展更好的新型藥物或復合治療策略。
（3）為抗生素使用的監管帶來參考：其可以幫助政府和醫療機構制定或改進抗生素使用政策，例如限制某些強效抗生素的使用，或在動物飼養業中減少不必要的抗生素使用。
（4）為公共衛生預警和監測系統帶來助力：當把機器學習模型作為監測系統的一部份，能為更早地辨識抗生素耐藥性的風險和爆發，提供即時的數據分析。
（5）為健康教育和公眾健康廣告帶來助力：基於本次研究成果，可以更好地規劃健康教育和公共健康宣傳，從而向公眾傳達正確使用抗生素等資訊。
如前所述，本次論文由方冠宇擔任第一作者和共同通訊。作為本次課題主要負責人的他，自讀博開始一直從事食品發酵的研究。
在一次偶然的分析中，他發現在很多傳統發酵食品之中，微生物中的抗生素耐藥基因，要顯著低於人類糞便、廢水等生物環境中的微生物。
因此，他猜測當處於不同環境之時，可能會讓致病微生物中的耐藥性出現顯著性增強。於是，他開始針對食源性致病菌的耐藥趨勢和耐藥基因前進演化進行研究。
研究結果與他的猜測果然相符：即由於抗生素的頻繁使用，很多食源性致病菌產生了耐藥性。而由於可移動遺傳元件的驅動，很多耐藥基因會在微生物之間轉移。
基於本次成果，方冠宇和所在團隊會進一步研究預防抗微生物藥物耐藥性的方法。同時，也會回歸到自己的主攻領域即專註於研究食品與健康方面的課題。
整體來看，一方面他們將針對廚余垃圾微生物處理、食源性致病菌防治、耐藥基因防控等開展研究。
另一方面，他們也會聚焦於食品發酵領域，解析微生物在食品發酵微生態系的生境適應機制，透過基因工程手段來改良菌株、微生物的馴化，以及利用人工合成菌群等技術來提高發酵食品品質，希望借此革新發酵食品的產業新方向。
此外，方冠宇也非常歡迎業內人士和其交流，感興趣者可郵件聯系 [email protected]
參考資料：
1.Fang, G. Y., Wu, F. H., Mu, X. J., Jiang, Y. J., & Liu, X. Q. (2024). Monitoring longitudinal antimicrobial resistance trends of Staphylococcus aureus strains worldwide over the past 100 years to decipher its evolution and transmission. Journal of Hazardous Materials, 465, 133136.
營運/排版：何晨龍
