我想象你是一个细菌，大约是你现在大小的170万分之一，住在你自己的人体肠道里。你生活在一个多样化的社区，“微生物群落”，充满了其他细菌:友好的邻居住在隔壁，一些偶尔破坏城镇的流氓，以及你的社区警察，他们试图控制一切。这个社区的整体健康状况直接影响到你居住的人的健康。
作为一个细菌，你会受到宿主的食物，环境中的化学物质，甚至宿主母亲怀孕时吃的东西的影响。就像典型的细菌一样，你经常和你的邻居交换基因。有时，你的主人生病了。她服用了抗生素，社区里的许多人都被杀死了，包括破坏者和警察，但你很幸运，你携带了一些基因，让你活了下来。随着时间的推移，这些破坏者也携带了一些耐抗生素的基因。如果周围没有足够的警察或其他细菌与这些顽固的坏家伙竞争，并减少它们的数量，它们可能会挖进去，导致潜在的致命抗生素耐药性疾病。
2014年5月，世界卫生组织报告说，抗生素耐药性正在上升，没有减缓的迹象。导致尿路和血液感染的大肠杆菌菌株，正变得不受一线治疗的影响。耐药型肺炎、淋病和肺结核也越来越普遍。
抗生素抗性的率正在发生的一系列感染的速率远远超过了正在开发新的抗生素的速率。事实上，抗生素的发展显着暴跌：1980年至2000年间，51名新抗生素是FDA批准的;自2000年以来只获得了10次批准。其中一些新的人并不完全易于广泛访问：2014年5月批准的摊牌，达到了近3,000美元的余地标签。
“我们可以把(一个人的)微生物群的健康想象成全球变暖。微生物群系也是如此。当你第一次开始倾倒抗生素时，就像向大气中释放二氧化碳一样。第一次服用时，它可能没有多大作用，但每次服用抗生素，它就会累积起来。”
加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)抗菌素耐药性领导小组(antimicrobial Resistance Leadership Group)的负责人亨利·钱伯斯(Henry Chambers)说，开发更多的抗生素并不是解决问题的答案。他说:“不是轻视，但是制造更多的抗生素只会导致更多的问题，因为细菌会弄清楚如何提高耐药性。”
钱伯斯和越来越多的传染病专家说，真正的问题是抗生素的过度处方，尤其是对年轻患者。钱伯斯说:“我们可以把(一个人的健康)微生物群想象成全球变暖。”“如果有人告诉你，开车会把化石燃料释放到环境中，你每次开车都会加剧这个问题。一开始很难检测到，但当它扩散到一个很大的群体时，你会看到它的影响。微生物群系也是如此。当你第一次开始倾倒抗生素时，就像向大气中释放二氧化碳一样。第一次服用时，它可能没有多大作用，但每次服用抗生素，它就会累积起来。”
研究人员表示，一种解决方案是减少抗生素的使用，但以更明智的方式使用它们。要做到这一点，我们需要能够准确地确定是哪种细菌导致了每种感染。钱伯斯说，更好的诊断方法可以“彻底改变这一领域”。
生物技术初创公司Specific Technologies一直在开发一种称为SpecID的廉价可靠传感器作为诊断工具。这种“人工鼻”包括一系列斑点，每个斑点都是一种染料，当暴露在细菌产生的某些化学物质中时，会改变颜色。例如，细菌释放的多种化合物中的一种硫醇，可以通过少量染料检测到。该阵列固定在装满患者血液的小瓶盖下。任何生活在血液中的细菌都会分泌某些化学物质，每个物种都会产生特定于其物种的代谢物混合物。每种细菌释放的化学物质的组合产生一种独特的彩色图案。
在实验室实验中，Specific Technologies发现，临床医生可以迅速确定感染是细菌还是病毒。(如果阵列完全不亮，则被认为是病毒感染。)接下来，他们可以将正在开发的阵列模式与计算机参考系统中的已知模式进行匹配，以超过90%的准确率区分18种重要的传染性细菌和60种菌株。该公司表示，它甚至可以确定某些细菌是否对抗生素具有耐药性或敏感性;知道这一点可以使医生和病人避免服用无效药物的风险。
目前，确定感染原因的过程是艰难的:必须从诊所取样本到实验室，在那里慢慢培养。平均需要12小时来确定感染是否为病毒性细菌，另外需要24小时左右来确定菌株。具体公司称，SpecID将这两种时间分别缩短至2小时和15小时左右。这种加速可以挽救败血症患者的生命，败血症是一种由血液感染引起的危及生命的疾病。Specific Technology的首席执行官保罗·罗兹(Paul Rhodes)希望SpecID能在2015年初进入临床试验。
尽管抗生素就像炸弹一样，不分好坏地杀死细菌，并可能导致微生物群失衡，但医生们也在研究通过培养患者健康的微生物群来战胜病原体的方法。被疾控中心列为"紧急威胁"艰难梭状芽胞杆菌感染对抗生素有耐药性，但通常通过粪便移植有效缓解感染，通过健康的微生物菌群补充患者受损的微生物菌群。供体粪便用生理盐水稀释后注射到患者的胃肠道。这种治疗具有毁灭性的抗生素耐药性疾病的方法的有效性说明了维持微生物群落平衡的重要性。
某些草药，比如传统中药，可能是另一种破坏性较小的方式，以防止有害细菌。一些草药，如小檗碱和穿心莲，有良好的抗菌作用。还有一些其他草药通过激活病人免疫系统的部分间接影响微生物群。反过来，免疫系统调节宿主的微生物群，使其更好地将有害细菌拒之门外。至关重要的是,草药似乎不太可能比抗生素产生耐药性:许多草药作用于免疫系统而不是细菌本身,和杀死细菌的草药经常结合使用(合并后的活动不太可能让幸存者能够承受一个化学)。
所有这些并不是说我们应该放弃抗生素。例如，当患者因上呼吸道感染而出现“喉咙渗疮”时，即使是中医伊丽莎白·斯蒂芬斯（Elizabeth Stephens）也会给他们打电话。但是“除非有抗生素的紧急需求，否则我们应该尝试采取更温和的手段，”她说。
随着我们的细菌发现更聪明的方式来逃避逐种抗生素，人类应该重新评估我们如何从事这一挑战。如果我们能够更好地了解身体作为一个整体水平的生态系统和健康，我们将更接近突破困扰我们的细菌的一步。
乌丹燕(@wudanyan)是一名驻纽约的自由科学记者。她也是该杂志的科学记者/科学编辑HippoReads.
