为什么抗药性在抗生素中很常见但在疫苗中却很少

为什么抗药性在抗生素中很常见但在疫苗中却很少抗生素耐药性是一个全球性问题,严重的风险是普通感染将很快成为 无法治疗。 同时,研发了疫苗 近一个世纪前 仍然保护我们免受致命疾病的侵害。 什么可以解释这种差异?

细菌已进化出对 有史以来开发的每种抗生素。 有时,这是在首次引入抗生素后不久发生的。 花了 仅仅六年 对第一种抗生素青霉素的耐药性已在英国医院中广泛传播。

但是对疫苗的抵抗力只有 很少发生。 疫苗已经帮助我们根除天花,并希望很快也根除脊髓灰质炎。 以前的研究 通过强调药物和疫苗机制之间的关键差异,提出了两个令人信服的论点来解释这一现象。

但是首先,让我们解释一下抵抗的含义以及它是如何产生的。 在感染期间,病毒和细菌会迅速繁殖。 在此过程中,他们复制了自己的遗传材料数百万次。 这样做时,经常会发生错误,每个错误都会略微改变他们的基因组。 这些错误称为变异。

通常,突变几乎没有影响,或者对病毒的有效性非常不利。 但是有时(很少见)病原体会很幸运,突变可以阻止抗生素进入细胞或改变药物或抗体结合的部位,从而阻止它们起作用。 我们称这些为“抗性”或“逃逸”突变。


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第一个区别:目标数量

疫苗工作 通过将病原体的无害部分(称为抗原)引入体内。 他们训练我们的免疫系统产生与它们特异性结合的Y型蛋白质或抗体。 它们还刺激称为T细胞的特定白细胞的产生,该白细胞可以破坏受感染的细胞并帮助产生抗体。

通过与抗原结合,抗体可以帮助破坏病原体或阻止其进入细胞。 而且,我们的免疫系统不仅会产生单一抗体,而且还会产生多达数百种不同的抗体(或表位),每种抗体都针对抗原的不同部分。

相比之下,诸如抗生素或抗病毒药之类的药物通常是抑制特定酶或蛋白质的小分子,没有它们,病原体将无法生存或复制。 结果,抗药性通常仅需要突变单个位点。 另一方面,尽管并非不可能,但对于大多数疫苗而言,抗体靶向的所有表位或什至大多数表位进化出逃逸突变的可能性都很小。

为什么抗药性在抗生素中很常见但在疫苗中却很少 虽然抗生素通常只有一个靶标,但疫苗会产生与抗原不同部分结合的多种抗体,这使得耐药性的产生更加困难。 塞莉亚·苏克(CéliaSouque)

使用药物,可以通过同时使用几种药物(一种称为联合疗法的策略)类似地降低抗药性的可能性,这种策略被用于治疗HIV和结核病。 您可能会想到您体内的抗体在起作用 就像一个非常复杂的联合疗法,使用数百种稍有不同的药物,从而减少了耐药性发展的机会。

第二点不同:病原体数量

抗生素和疫苗之间的另一个主要区别是使用时间和周围有多少病原体。 当数百万种病原体已经存在于体内时,使用抗生素来治疗已经确定的感染。 但是疫苗被用作预防。 当病原体数量低时,它们产生的抗体可以在感染的一开始就起作用。 这具有重要的后果,因为抵抗是一场数字游戏。 在少数病原体的复制过程中不太可能发生抗药性突变,但随着更多病原体的出现,这种机会会增加。

为什么抗药性在抗生素中很常见但在疫苗中却很少 感染过程中存在的病原体越多,发生抗药性突变的可能性就越大。 塞莉亚·苏克(CéliaSouque)

这并不意味着对疫苗的抗药性永远不会发展:流感就是一个很好的例子。 由于其高突变率,流感病毒可以迅速积累足够的突变,以至于抗体可能不再识别它。这一过程称为 “抗原漂移”。 这部分解释了为什么每年必须更换流感疫苗。

关于抗SARS-CoV-2的疫苗,这告诉我们什么? 我们应该担心新疫苗失去效力吗? 幸运的是,新型冠状病毒 具有校对机制 减少了复制基因组时产生的错误,并且意味着发生了突变 与流感病毒相比,频率要低得多.

另外,已经确认 牛津/阿斯利康辉瑞/ BioNTech 疫苗可以有效刺激结合多个表位的抗体,这应减慢耐药性的演变。

但是我们仍然应该小心。 如前所述,数字对于抵抗至关重要。 周围越多的病毒(如在快速流行的大流行中),它​​越有可能击中大奖并发生突变,从而对疫苗效力产生重大影响。 如果真是这样,可能需要新版本的疫苗来创建针对这些突变病毒的抗体。 这也是为什么通过预防和接触追踪来保持感染率低对于保持疫苗尽可能长时间运转至关重要的原因。谈话

关于作者

西莉亚·索克(Celia Souque),博士后,微生物学, 牛津大学路易斯·普莱西斯(Louis du Plessis),博士后研究员, 牛津大学

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