隨著“超級細菌”（superbugs）威脅日益嚴峻，如何遏制抗生素耐藥性已成為全球公共健康的重點議題。近日，克利夫蘭診所（Cleveland Clinic）的一項新研究為解決這一問題提供了新的思路。研究團隊開發(fā)并運用了名為“fitness seascape”的進化模型，以更真實地模擬藥物在人體內的動態(tài)變化，從而預測細菌是否會對抗生素產生耐藥性。

該研究發(fā)表在《Science Advances》期刊，由克利夫蘭診所的Jacob Scott博士領銜，第一作者為凱斯西儲大學醫(yī)學院（Case Western Reserve University School of Medicine）的MD/PhD學生Eshan King。

傳統的抗生素劑量推薦主要依據藥代動力學方程，確保藥效達標的同時避免過量用藥。然而，這些模型往往假設感染環(huán)境是靜態(tài)的。而實際上，感染發(fā)生在人體內——一個不斷變化的環(huán)境。

“很多模型默認感染環(huán)境不變，但實際上人體內的藥物濃度是會波動的，”King指出，“我們這篇文章在前人工作的基礎上，加入了體內藥物濃度隨時間變化的動態(tài)因素?！?/p>

“Fitness seascape”模型正是通過引入隨時間或空間變化的變量（如藥物濃度），使研究者能夠模擬更真實的治療場景。例如，在模擬實驗中，研究團隊讓虛擬患者接受靜脈注射或口服抗生素治療，進而觀察不同給藥時間點對耐藥性的影響。

Scott博士解釋：“以往的模型是把藥物濃度設為固定輸入，輸出是是否產生耐藥。但我們這個模型可以像調旋鈕一樣，在同一個患者身上模擬藥物濃度的時間變化，更貼近人體內實際的處理過程?！?/p>

令人意外的是，模擬結果顯示，那些最終出現耐藥的患者，并沒有比成功清除感染的患者服用更少的藥物。真正導致差異的，是用藥的時機，尤其是治療初期是否按時服藥。

進一步的體外實驗驗證了這一發(fā)現：即使總劑量相同，如果患者在早期漏服抗生素，細菌更容易演化出耐藥性；相反，即使后期偶有漏服，只要初期用藥及時得當，依然能夠避免耐藥的產生。

“這項發(fā)現會直接影響我對患者的用藥指導，”King表示，“我會特別強調，一開始的幾劑藥一定要按時吃。如果你吃了第一劑、漏了第二劑、再吃第三劑，這種不規(guī)律的開始可能就導致整個療程失敗，最后我們不得不換藥甚至面對耐藥問題?！?/p>

隨著抗生素耐藥問題日益嚴重，研究者呼吁在制定抗生素使用指南時，應納入更加動態(tài)的進化模型，以更真實地評估耐藥性風險，并幫助醫(yī)生制定更精準的給藥策略。

參考文獻：Eshan S. King et al, Fitness seascapes are necessary for realistic modeling of the evolutionary response to drug therapy,?Science Advances?(2025).?DOI: 10.1126/sciadv.adv1268

編輯：王洪

排版：李麗