抗微生物药物耐药性(AMR)是微生物(包括细菌、真菌、病毒和寄生虫)抵抗抗菌药物(如抗生素、抗真菌药、抗病毒药物、抗疟药和驱虫药)杀伤能力的能力。
虽然抗微生物药物耐药性包括所有种类的微生物对抗菌药物治疗的耐药性，但研究的主要焦点一直在细菌的抗生素耐药性．这是因为细菌感染是社区获得性感染和医院感染的主要原因。与其他微生物相比，可用于研究耐药性机制的分子工具在细菌中更为完善，而抗菌类别的绝对数量为研究作用模式和耐药性提供了更大的范围，这使情况更加复杂。
因此，在本文的其余部分，我们将重点讨论细菌中的抗生素耐药性。
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抗菌素耐药性背后的科学
抗菌素耐药性发展和传播的驱动因素
抗微生物药物耐药性检测
AMR预防
抗微生物药物的替代品
抗生素分为两大类，抑菌而且杀菌，并采取一系列行动，包括:
-抑制细胞壁合成(β -内酰胺类，万古霉素)
-抑制蛋白质合成(氨基糖苷类、四环素类、氯霉素、大环内酯类)
-细胞膜的改变(多粘菌素)
-抑制核酸合成(喹诺酮类、甲硝唑、利福平)
-干扰新陈代谢(磺胺类、甲氧苄氨嘧啶)
为了产生耐药性，细菌必须能够绕过或阻止抗生素的作用。他们通过若干途径实现这一目标，包括:
阻止抗生素在足够高的浓度下达到目标
-外排泵将抗生素泵出细胞
-膜渗透性降低阻止抗生素进入
-酶破坏抗生素，如β-内酰胺酶对抗青霉素
酶对抗生素进行修饰，添加抑制其活性的化学基团
修饰或绕过抗生素作用的靶标
-生产可替代抗生素靶向蛋白的替代蛋白
-改变抗生素的目标，使其不再与它相互作用
为了达到所描述的耐药机制，细菌需要正确的工具(蛋白质)来完成这项工作，而这需要正确的基因．
抗生素耐药可能是由于基因突变或者复制过程中出现的“错误”。细菌也能通过一个被称为“遗传物质”的过程从其他细菌那里获得遗传物质水平基因转移．
基因的水平转移可以通过三种机制发生，转换，转导而且动词的词形变化．当细菌从周围环境中吸收游离DNA时，就会发生转化。这种DNA可能以质粒的形式存在。在转导过程中，细菌被一种叫做噬菌体的病毒攻击，这种病毒可以将自己整合到细菌基因组中。当它们从宿主基因组中切除自己进行繁殖时，它们也可以带走宿主DNA的片段。当它们整合到一个新的宿主基因组中时，它们因此在细菌之间传递细菌基因，其中一些可能会产生抗生素耐药性。结合是细菌的“性”。性毛在细菌细胞之间形成，通过性毛交换遗传物质。
在正常情况下，对抗生素产生耐药性的基因突变或遗传物质的添加可能不会带来任何好处，在某些情况下，获得耐药性基因的生物可能不太适合抗生素，因为要繁殖额外的遗传物质需要额外的能量负担。因此，他们可能从种群中消失，甚至被淘汰。然而，有了抗生素，情况就不一样了。那些具有抗性的人具有选择优势，能够坚持和复制，将抗性传递给下一代，而易受影响的竞争对手则被杀死。这积极的选择在面对抗生素暴露的人群中推动抗生素耐药性的传播。
改变细菌的生长模式也会对抗生素治疗产生耐药性。缓慢的增长率，有时被称为persistor细胞，意味着依赖于中断细胞复制的抗生素效果较差。细菌生物膜也提供保护免受抗生素作用。生物膜是在自制的水合聚合物基质中形成的细菌结构群落，具有养分获取和废物处理的通道。这种结构提供了物理保护，因为抗生素很难到达已发育的细菌生物膜的中心。在生物膜生长模式下，细胞复制通常会减慢，这也为细胞周期依赖的作用提供了保护。
当微生物对多种药物产生耐药性时，就会出现严重的问题多药耐药性．这可能是因为单一的耐药机制赋予了对多种药物的耐药性，或者如果获得了多个耐药基因，单独或组合。
AMR存在于世界上的每一个国家．全球每年约有70万人死于抗生素耐药性，但预计这一数字将上升到到2050年将达到1000万，这是一个重大的全球问题。因此，减少抗生素耐药性的发生并防止其传播对于保护人和动物至关重要。
抗菌素耐药性发展和传播的驱动因素
虽然抗生素耐药性可能是自然发生的，但有一些有助于促进抗生素耐药性发生和传播的因素．
不当处理受污染的水及废物医药制造业植物可以看到被抗生素污染的水排放到环境中。虽然水本身可能不会伤害你，但它会使环境中的细菌暴露在抗生素中，促进细菌种群耐药性的发展和传播。如果动物与这些耐药菌株接触，例如通过食用、污染其他食物或游泳，这些耐药菌株可能会感染动物。
污水是细菌产生抗生素耐药性的另一个关键动力来源。当给人类或动物服用抗生素时，并不是所有的抗生素都会被身体处理，剩余的抗生素会被身体处理随粪便排出．这些“残留的”抗生素将我们下水道系统中的微生物混合物，或者在动物的环境和同居者的情况下，暴露在抗生素面前，施加压力以获得耐药性。虽然污水处理可以去除许多不必要的污染物，但目前还不包括抗生素。因此，“处理过的污水”，排出来，循环利用，用于灌溉或施肥，可能含有抗生素。寻找一种有效和可持续的去除方法已经成为一个活跃的研究领域。
许多食用动物用抗生素进行预防性治疗以保持他们的健康然而，这意味着他们肠道中自然存在的细菌，其中可能包括诸如金黄色葡萄球菌都暴露在抗生素中。这促进了耐药菌株的生存和传播，然后可能污染它们所生活的环境、处理它们的人员以及由它们生产的食物。如果被污染的粪便进入水中或被用作肥料，农作物也会被污染。
卫生条件差和过度拥挤等因素正是抗菌素耐药性在人类、动物和环境之间传播所需的条件，因此采取有效的预防措施是关键。
抗微生物药物耐药性检测
可以执行多种测试策略表型和分子，使科学家能够确定一种特定的细菌菌株对哪些抗生素敏感，哪些不敏感。
灵敏度在测试中，将感兴趣的菌株培养在琼脂板上，在琼脂板上放置注入抗生素的圆盘，这是多年来流行的表型筛选技术，并且仍然是金标准。椎间盘周围的间隙越大，菌株对特定抗生素就越敏感。微流体装置旨在研究杀死菌株所需的最低抑制浓度的抗生素已被用于同样的目的。然而，需要培养的方法的缺点是分离、培养然后测试菌株的敏感性需要很长时间，通常需要48小时以上才能得出结论。在治疗侵袭性感染时，这段时间可能太长。
重大的进步在过去十年已经看到全基因组测序(WGS)在抗AMR研究中占有一席之地。WGS能够识别已知和未知的amr相关基因，并通过监测种群进行传播。多个突变或基因可能赋予相同的抗性，这通常不是通过表型方法区分的。WGS提供了更详细的耐药进展和传播情况，并能够精确绘制耐药感染传播链，这有助于监测研究。
放大测试，例如聚合酶链反应RT-qPCR和LAMP等方法可以快速、特异地检测耐药基因。然而，他们只能识别已知的靶点，并且在区域靶点内的进一步突变会使其失效。
杂交分析，如阵列、荧光原位杂交(FISH)和线探针分析(LPAs)依赖探针的杂交来定位DNA序列，然后可以使用荧光等技术进行检测。与基于扩增的测试一样，它们需要对目标突变的先验知识，并且不会识别任何新的amr传递靶点。
免疫测定,包括横向流动测试而且酶联免疫吸附测定(elisa)也可用于AMR检测。抗体与目标基因或基因产物的结合可以用来检测它们的存在，通常是通过与可见指示剂结合。
有一个真正的推动快速护理点测试的分析，如横向流动和一些微流体装置借助它们，使临床医生能够克服当前抗菌素管理方面的一些挑战，并适当地开出处方。
资金的机会对于促进研究以改进现有的诊断方法，促进开发负担得起、准确、快速和易于使用的细菌感染检测方法至关重要。
无论使用什么技术细菌分离鉴定，以及采用哪些方法进行耐药性测试，重要的是细菌是适当的培养而且处理安全．好无菌技术对保护你自己和你的样本至关重要。
AMR预防
采取措施防止抗生素耐药性的进一步发展和蔓延至关重要。简单的卫生预防措施，如洗手、适当处理食物和使用干净的水，有助于降低感染耐药感染的可能性。然而，它们并不能避免抗生素暴露对微生物施加的压力，而这些压力首先推动了抗生素耐药性的发展。
限制细菌接触抗生素是很重要的，有一些措施可以提供帮助。
抗生素的管理工作衡量和改进临床医生如何开抗生素处方以及患者如何使用抗生素的努力是减少抗生素耐药性的核心。这包括使用狭义抗生素，而不是广谱抗生素，以更具体地针对感染，仅在必要时使用，且只在必要的时间内使用。责任并不全落在医生和兽医身上，公众也可以发挥作用，确保他们(或他们的动物)只服用处方给他们的抗生素，在规定的剂量和建议的时间服用，并完成疗程。
减少预防性用药抗生素，特别是在食用动物工业中，是防止身体自身细菌和那些接触含有抗生素的粪便的细菌不必要暴露的关键。
测量原降钙素它是降钙素激素的前体，通过免疫分析已被证明是细菌感染水平升高的良好指标。这些指标辅助治疗决策对于临床医生，因此抗生素管理。在怀疑感染或有发展为败血症的风险时，抗生素管理提倡适当使用抗生素治疗，并旨在减少抗生素治疗的天数。快速多重PCR也被用于区分细菌感染和病毒感染，以指导抗生素处方。
虽然我们可能仍然没有解决抗生素从家庭废水进入环境的办法，但更严格的监测和执行制药公司排放的废水可以帮助防止抗生素进入环境和水系统。
AMR监控随着新的抗微生物药物耐药性目标的出现，规划对于保持最新诊断和确定补救计划可根据的模式至关重要。人工智能也在发挥作用，帮助实时监测微生物，预测AMR和抗生素敏感性。
科学家们正在研究方法从污染的土壤中去除抗生素利用能够分解抗生素的工程菌株作为生物治疗剂。从废水中去除仍然具有挑战性，但研究人员正在努力解决问题．
抗微生物药物的替代品
随着细菌菌株表现出耐药性的频率不断增长，甚至对最后的抗生素也表现出耐药性，科学家们正在寻找新药而且选择到抗菌治疗。
发现“新的抗生素然而并非微不足道，由财政和监管方面的不利因素，这让科学家们不得不从别处寻找解决方案。
噬菌体疗法在1928年青霉素被发现之前，它被作为一种治疗细菌感染的方法，在那之后，它几乎被放弃了。由于无法获得西方抗生素，苏联国家继续在该地区进行研究。现在，当我们努力用抗生素对抗感染时，人们对噬菌体疗法的兴趣再次达到顶峰。虽然噬菌体能够感染和摧毁细菌，但它们是物种，甚至是菌株特异性的。此外，一些细菌可能已经存在免疫力，这意味着针对噬菌体的治疗目前不是一个微不足道的过程，必须根据个人感染量身定制，这使得它既昂贵又漫长。
CRISPR-Cas9在基因治疗领域已经引起了广泛的关注，但它也可能在抗菌治疗中发挥作用。目前还需要做更多的工作。
抗菌肽到目前为止，合成肽和合成膜活性剂的成功有限，但可能提供未来的探索途径。
抗体疗法是一种昂贵但高度具体的替代方案，但已经部分实现了。
一氧化氮是一种天然的抗菌素，在我们对病原体的免疫反应中起着关键作用。因此，科学家们正在探索如何将其纳入治疗方案。
使用抗生素耐药性阻断剂(ARB)也在研究中，这涉及到将一种非抗生素药物与一种失效的抗生素联合使用。
与此同时，我们都可以在预防抗微生物药物耐药性的发展和传播方面发挥自己的作用。
