為什麼抗藥性在抗生素中很常見,但在疫苗中卻很少

為什麼抗藥性在抗生素中很常見,但在疫苗中卻很少抗生素耐藥性是一個全球性的問題,在某種程度上,普通感染很快就會變得很危險。 無法治愈。 同時,研發了疫苗 近一個世紀前 仍然保護我們免受致命疾病的侵害。 什麼可以解釋這種差異?

細菌已進化出對 有史以來開發的每種抗生素。 有時,這是在首次引入抗生素後不久發生的。 花了 僅僅六年 對第一種抗生素青黴素的耐藥性已在英國醫院中廣泛傳播。

但是對疫苗的抵抗力只有 很少發生。 疫苗已經幫助我們根除天花,並希望很快也根除脊髓灰質炎。 以前的研究 通過強調藥物和疫苗機制之間的關鍵差異,提出了兩個令人信服的論點來解釋這一現象。

但是首先,讓我們解釋一下抵抗的含義以及它是如何產生的。 在感染期間,病毒和細菌會迅速繁殖。 在此過程中,他們複製了自己的遺傳材料數百萬次。 這樣做時,經常會發生錯誤,每個錯誤都會略微改變他們的基因組。 這些錯誤稱為變異。

通常,突變幾乎沒有影響,或者對病毒的有效性非常不利。 但是有時(很少見)病原體會很幸運,而突變可以阻止抗生素進入細胞或改變藥物或抗體結合的部位,從而阻止它們起作用。 我們稱這些為“抗性”或“逃逸”突變。


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第一個區別:目標數量

疫苗工作 通過將病原體的無害部分(稱為抗原)引入體內。 他們訓練我們的免疫系統產生與它們特異性結合的Y型蛋白質或抗體。 它們還刺激稱為T細胞的特定白細胞的產生,該白細胞可以破壞受感染的細胞並幫助產生抗體。

通過與抗原結合,抗體可以幫助破壞病原體或阻止其進入細胞。 而且,我們的免疫系統不僅會產生單一抗體,而且還會產生多達數百種不同的抗體(或表位),每種抗體都針對抗原的不同部分。

相比之下,諸如抗生素或抗病毒藥之類的藥物通常是抑制特定酶或蛋白質的小分子,沒有它們,病原體將無法生存或複制。 結果,抗藥性通常僅需要突變單個位點。 另一方面,儘管並非不可能,但對於大多數疫苗而言,抗體靶向的所有表位或什至大多數表位進化出逃逸突變的可能性都很小。

為什麼抗藥性在抗生素中很常見,但在疫苗中卻很少 雖然抗生素通常只有一個靶標,但疫苗會產生與抗原不同部分結合的多種抗體,這使得耐藥性的產生更加困難。 塞莉亞·蘇克(CéliaSouque)

使用藥物,可以通過同時使用幾種藥物(一種稱為聯合療法的策略)類似地降低抗藥性的可能性,這種策略被用於治療HIV和結核病。 您可能會想到您體內的抗體在起作用 就像一個非常複雜的聯合療法,使用數百種稍有不同的藥物,從而減少了耐藥性發展的機會。

第二點不同:病原體數量

抗生素和疫苗之間的另一個主要區別是使用時間和周圍有多少病原體。 當數百萬種病原體已經存在於體內時,使用抗生素來治療已經確定的感染。 但是疫苗被用作預防。 當病原體數量低時,它們產生的抗體可以在感染的一開始就起作用。 這具有重要的後果,因為抵抗是一場數字遊戲。 在少數病原體的複製過程中不太可能發生抗藥性突變,但是隨著更多病原體的存在,這種機會會增加。

為什麼抗藥性在抗生素中很常見,但在疫苗中卻很少 感染過程中存在的病原體越多,發生耐藥性突變的可能性就越大。 塞莉亞·蘇克(CéliaSouque)

這並不意味著對疫苗的抗藥性不會演變:流感就是一個很好的例子。 由於其高突變率,流感病毒可以迅速積累足夠的突變,以至於抗體可能不再識別它。這一過程稱為 “抗原漂移”。 這部分解釋了為什麼每年必須更換流感疫苗。

關於抗SARS-CoV-2的疫苗,這告訴我們什麼? 我們應該擔心新疫苗失去效力嗎? 幸運的是,新型冠狀病毒 具有校對機制 減少了複製基因組時所犯的錯誤,並且意味著發生了突變 與流感病毒相比,頻率要低得多.

另外,已經確認 牛津/阿斯利康輝瑞/ BioNTech 疫苗可以有效刺激結合多個表位的抗體,這應減慢耐藥性的演變。

但是我們仍然應該小心。 如前所述,數字對於抵抗至關重要。 周圍越多的病毒(如在快速流行的大流行中),它​​越有可能擊中大獎並發生突變,從而對疫苗效力產生重大影響。 如果真是這樣,可能需要新版本的疫苗來創建針對這些突變病毒的抗體。 這也是為什麼通過預防和接觸追踪來保持感染率低對於保持疫苗盡可能長時間運轉至關重要的原因。談話

關於作者

西莉亞·索克(Celia Souque),博士後,微生物學, 牛津大學路易斯·普萊西斯(Louis du Plessis),博士後研究員, 牛津大學

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本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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