Устойчивость к антибиотикам

Естественный отбор в действии

Известным примером действия естественного отбора является развитие устойчивости микроорганизмов к антибиотикам. С момента открытия Александром Флемингом пенициллина в 1928 году антибиотики используются для борьбы с бактериальными заболеваниями. Природные популяции бактерий содержат среди огромного количества отдельных членов значительные различия в своем генетическом материале в результате мутаций. При воздействии антибиотиков большинство бактерий быстро погибает, но некоторые из них могут иметь мутации, которые делают их менее восприимчивыми. Если воздействие антибиотиков непродолжительное, эти особи выживут после лечения. Такое селективное устранение неадаптированных особей из популяции является естественным отбором.

Прогноз

В лекции Флеминга о Нобелевской премии 1945 года он сказал:

"Нетрудно сделать микробы устойчивыми к пенициллину в лаборатории, подвергая их воздействию концентраций, недостаточных для их гибели, и то же самое иногда происходило в организме... Может наступить время, когда пенициллин сможет купить в магазинах любой человек". Тогда существует опасность, что невежественный человек может легко передозировать себя и, подвергая свои микробы воздействию несмертельных количеств препарата, сделать их устойчивыми".

Маклин Маккарти объяснила, каково это было до появления антибиотиков:

"Существует ряд инфекций, от которых никто не выздоравливал до открытия эффективных антибактериальных средств".

Устойчивость к антибиотикам повышается за счет выживания особей, невосприимчивых к действию антибиотика. Их потомство наследует устойчивость, создавая новую популяцию устойчивых бактерий

Механизм

Механизмы, с помощью которых бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам, - это генетические мутации и горизонтальный перенос генов.

Влияние на хирургию и медицину

Любая операция, связанная с разрезанием тела, сопряжена с огромным риском заражения. Антибиотики, вводимые до и после операции, позволяют хирургам проводить операции, которые раньше были бы смертельно опасны. Операции на открытом сердце - один из очевидных примеров.

Лечение рака, такое как химиотерапия и радиотерапия, повреждает иммунную систему. Для усиления естественной защиты организма назначаются антибиотики. Пациенты с трансплантацией органов всегда используют препараты для подавления иммунной системы, иначе она атакует трансплантат. Поэтому антибиотики используются для защиты организма. Без эффективных антибиотиков оба пациента могут умереть от инфекций, которые их иммунная система уже не может контролировать.

"Это довольно мрачное будущее, я думаю, что многие крупные операции окажутся под серьезной угрозой", - сказал профессор Ричард Джеймс из Ноттингемского университета.

Использование в медицине также находится под угрозой. Число анализов, подтверждающих устойчивость к карбапенемам, одной из самых мощных групп антибиотиков, резко возросло с нескольких случаев в 2003 году до более чем 300 случаев к 2010 году. "В моей лаборатории из года в год растет число устойчивых штаммов, - говорит профессор Нил Вудфорд, сотрудник отдела противомикробной резистентности Агентства по охране здоровья. Большинство случаев устойчивы к некоторым препаратам. Еще хуже то, что есть несколько штаммов, на которые не действует ни один антибиотик".

Многие инфекции, которые были практически ликвидированы, возвращаются. Болезнь, передающуюся половым путем, гонорею становится все труднее лечить. Во всем мире растет проблема туберкулеза с множественной и чрезвычайной лекарственной устойчивостью. Только несколько лекарств все еще работают.

Инфекции, поражающие пожилых людей, когда они находятся в больнице, являются одной из главных проблем. Наибольшую угрозу в Великобритании представляют условно-патогенные микроорганизмы, живущие в кишечнике, такие как E. coli и Klebsiella. В настоящее время они являются наиболее распространенной формой инфекции, которой пациенты заражаются в больнице. Они демонстрируют растущий уровень устойчивости к антибиотикам.

Официальное предупреждение

Министерство внутренних дел Великобритании опубликовало предупреждение Национального реестра рисков для гражданских чрезвычайных ситуаций. В нем говорится, что "количество инфекций, осложненных устойчивостью к противомикробным препаратам, может заметно возрасти в течение следующих 20 лет". "Без эффективных антибиотиков даже незначительные хирургические вмешательства и рутинные операции могут стать процедурами повышенного риска, что приведет к увеличению продолжительности болезни и, в конечном итоге, к преждевременной смертности".

Всемирная организация здравоохранения

ВОЗ выпустила аналогичные оценки:

"Использование и неправильное применение противомикробных препаратов... за последние 70 лет привело к неумолимому росту числа и типов микроорганизмов, устойчивых к этим лекарствам, что приводит к смерти, увеличению страданий и инвалидности, а также к увеличению расходов на здравоохранение".

"Смертность от ОРВИ, диарейных заболеваний, кори, СПИДа, малярии и туберкулеза составляет более 85% смертности от инфекций во всем мире. Устойчивость к препаратам первого ряда у большинства патогенов, вызывающих эти заболевания, колеблется от нуля до почти 100%. В некоторых случаях устойчивость к препаратам второго и третьего ряда серьезно ухудшает результаты лечения. Бактерии, вызывающие туберкулез (ТБ), могут развивать устойчивость к противомикробным препаратам, используемым для лечения этого заболевания. Туберкулез с множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) - это туберкулез, который не поддается лечению как минимум изониазидом и рифампицином, двумя самыми мощными противотуберкулезными препаратами (ВОЗ, 2018).

"К этому следует добавить значительное глобальное бремя устойчивых внутрибольничных инфекций, возникающие проблемы устойчивости к противовирусным препаратам и растущие проблемы устойчивости к лекарствам при запущенных паразитарных заболеваниях бедных и маргинализированных групп населения".

ВОЗ составила список самых опасных супербактерий в мире. Устойчивые к антибиотикам инфекции наблюдаются во всем мире.

Примеры

При достаточном времени и повторяющемся воздействии антибиотика возникает популяция бактерий, устойчивых к антибиотикам. Это приводит к так называемой эволюционной гонке вооружений, или коэволюции, в которой бактерии продолжают развивать штаммы, менее восприимчивые к антибиотикам, а ученые-медики продолжают разрабатывать новые антибиотики, способные их уничтожить. Аналогичная ситуация возникает с устойчивостью к пестицидам у растений и насекомых, а также с устойчивостью малярии к хинину.

Гонорея

Мужчина в Великобритании подхватил "худший в мире случай" гонореи, заболевания, передающегося половым путем. Основное лечение антибиотиками азитромицином и цефтриаксоном не помогло вылечить болезнь. Представители власти заявили: "Это первый случай, когда заболевание проявило столь высокий уровень устойчивости к обоим этим препаратам и к большинству других широко используемых антибиотиков".

Метициллин-резистентный золотистый стафилококк

Появились новые штаммы метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA), устойчивые к препаратам нового поколения.

Туберкулез

Туберкулез (ТБ) - это инфекционное заболевание, вызываемое бактериями. Оно вызывается различными видами микобактерий, обычно Mycobacterium tuberculosis. Обычно болезнь поражает легкие, но может поражать и другие части тела. Патоген может перемещаться по воздуху и передаваться от одного человека к другому. Эксперты считают, что треть населения планеты инфицирована M. tuberculosis. Новые случаи заражения происходят со скоростью один раз в секунду.

Лекарственно-устойчивый ТБ является серьезной проблемой общественного здравоохранения во многих развивающихся странах, поскольку его лечение занимает больше времени и требует более дорогих препаратов. МЛУ-ТБ определяется как устойчивость к двум наиболее эффективным противотуберкулезным препаратам первого ряда: рифампицину и изониазиду. ТБ с широкой лекарственной устойчивостью также устойчив к трем или более из шести классов препаратов второго ряда.

ТБ с полной лекарственной устойчивостью впервые был отмечен в 2003 году в Италии, но широкое распространение получил только в 2012 году. Он устойчив ко всем используемым в настоящее время препаратам.

Малярия

Малярийные инфекции не вызываются бактериями: они вызываются простейшим паразитом, впрыскиваемым в кровь комаром. Обычно они лечатся комбинацией двух препаратов - артеметер-люмефантрин. Сейчас в Британии зарегистрировано четыре случая, когда лекарства не помогли. Пациенты заразились в Африке. Один из врачей сказал: "Это ранний признак, и мы должны отнестись к нему со всей серьезностью, поскольку он может перерасти в нечто более серьезное".

Тейксобактин

Тейксобактин - это антибиотик, открытый в 2015 году, первый новый антибиотик, открытый за сорок лет. Он еще не лицензирован для общего применения. Он действует против всех грамположительных бактерий, таких как Staphylococcus aureus, и против некоторых других бактерий, таких как Mycobacterium tuberculosis.