Резистентность к антибиотикам: война на выживание

Очень пугающе для пациента с инфекционным заболеванием узнать, что ему назначенное лекарство неэффективно. Это означает, что провалено время, болезнь продолжает прогрессировать, состояние ухудшается, но остановить инфекцию не получается. На данный момент врачи справляются с большинством таких случаев, но если люди не научатся контролировать применение антибиотиков, они проиграют борьбу с бактериями. Наш сайт рассказывает подробности о войне бактерий за выживание.

Эволюция сопротивляемости бактерий и антибиотиков

После изобретения антибиотиков для человечества наступил золотой век медицины: бактериальные инфекции, которые раньше уносили жизни сотен тысяч людей, стали лечимыми в течение нескольких дней. Ранее туберкулез, менингит, скарлатина, пневмония были приговором к смерти… Антибиотики стали ключевым достижением человечества XX века.

Однако спустя недолгие сто лет многие бактерии научились противостоять антибиотикам. Появилось множество способов сопротивления: создание новых ферментов, изменение клеточных мембран, образование уникальных биопленок с защитными свойствами и многое другое.

7 апреля 2011 года Всемирная организация здравоохранения объявила о мировой проблеме антибиотикорезистентности, охватившей все уголки планеты. Только в Европе ежегодно регистрируется до 400 тысяч случаев устойчивости к антибиотикам и антисептикам. Лишь в 2013 году 23 тысячи американцев умерли от бактериальных инфекций, противостоящих антибиотикам.

В последнее время все чаще появляются отчеты о так называемых супербагах — бактериях, неуязвимых для большинства современных антибиотиков. К примеру, кишечная палочка с геном mcr-1 стала устойчива к колистину — средству, предназначенному для борьбы с штаммами, имеющими множественную лекарственную устойчивость (МЛУ). С момента обнаружения бактерий с геном mcr-1 прошло менее 2 лет, но они уже распространились из Китая до США и Европы.

Постепенно, но неуклонно увеличивается доля штаммов гонореи, которые стали невосприимчивы к препаратам-антибиотикам — ученые близко следят за ситуацией, предвидя наступление эпохи неизлечимой гонореи. Одной из причин роста заболеваемости туберкулезом в нашей стране является распространение бактерий туберкулеза с множественной устойчивостью к лекарствам. Золотистый стафилококк уже давно приобрел устойчивость к самому первому антибиотику — пенициллину. Человечество обнаружило другое средство, которое позволяет уничтожить эту бактерию — метициллин (измененная форма пенициллина, устойчивая к механизмам защиты стафилококка). Однако и это не помогло: штаммы золотистого стафилококка теперь разделяются на две основные группы — устойчивые к метициллину и чувствительные к нему, и даже появились штаммы, которые устойчивы к другим антибиотикам. Этот перечень можно продолжать вечно.

Недавно появилась тревожная информация о смерти американки от инфекции, на которую не подействовало ни одно из 26 антибиотиков, имеющихся в США. Речь идет о известной клебсиелле (Klebsiella pneumoniae), также известной как палочка Фридлендера. Это уже не первый случай абсолютной устойчивости бактерий к доступным антибиотикам в мире.

Откуда берется резистентность бактерий к лекарствам?

Интересный факт заключается в том, что устойчивость к антибиотикам у микробов не появилась как внезапное явление. В прошлом году американские ученые обнаружили пещеру, где микроорганизмы существовали в изоляции от внешнего мира на протяжении 4 миллионов лет. Тем не менее, бактерии Paenibacillus из этой пещеры уже обнаружили устойчивость к 18 современным видам антибиотиков, включая некоторые из препаратов «последней надежды».

В общем, когда речь заходит о устойчивости бактерий к антибиотикам, можно выделить два основных вида этого явления.

Имеется концепция под названием истинная природная устойчивость бактерий к разным антибиотикам. Объясняется это тем, что антибиотики классифицируются не только по своей структуре и механизму действия, но и в зависимости от того, на какие микробы они оказывают воздействие. Поэтому не стоит покупать в аптеке «любой антибиотик» без точного диагноза — он может быть неэффективным. Причиной природной устойчивости может быть то, что у конкретного микроорганизма нет приемника для данного антибиотика, или что мембрана бактерии имеет такую структуру, что молекула лекарства не может проникнуть через нее и т. д. Наличие естественной устойчивости у различных видов бактерий хорошо известно микробиологам, фармацевтам и врачам и легко предсказуемо.

Страх и трепет охватывают медицинское и научное сообщество из-за способности бактерий приобретать устойчивость к антибиотикам. Это означает, что врач назначает лекарство против определенной бактерии, но даже при высоких дозах препарата часть популяции остается жизнеспособной. Выжившие бактерии начинают размножаться снова, и под воздействием естественного отбора и горизонтального переноса генов их число постепенно увеличивается, создавая популяцию, генетически устойчивую к данному препарату.

На видео показан эксперимент с кишечной палочкой E.coli. Огромная прямоугольная чашка Петри разделена на различные зоны с разной концентрацией антибиотика: 0, 1, 10, 100, 1000. За 1,5 недели бактерии смогли размножаться даже в среде с 1000-кратной концентрацией антибиотика.

Что происходит с бактериями, когда они сталкиваются с антибактериальными препаратами?

• Цель, на которую направлен антибиотик, может измениться, что делает его не эффективным.
• Бактерии могут разработать способы неактивации антибиотика.
• Появляются механизмы вывода антибиотика изнутри клетки бактерии.
• Проницаемость клеточной мембраны меняется, чтобы предотвратить проникновение лекарства.
• Бактерии могут создать «метаболический шунт» — обходной путь. Например, если антибиотик направлен на определенный фермент, вовлеченный в важный процесс для клетки, и блокирует его, то патогенные микроорганизмы находят другой путь выполнения этого процесса, обходя блокировку.

Не смотря на тот факт, что резистентность бактерий к антибиотикам присутствовала всегда, специалисты выделяют ряд факторов, которые активно ускорили процесс формирования устойчивости к препаратам в наше время:

• Рост доступности антибиотиков начиная с середины прошлого века идет стремительными темпами. Возможность покупки лекарства без рецепта, особенно в странах с низким уровнем дохода, приводит к неправильному использованию антибиотиков — что в конечном итоге приводит к появлению устойчивости к ним. Именно поэтому по всему миру постепенно вводится запрет на продажу антибиотиков без рецепта.
• Интенсивное применение антибиотиков в сельском хозяйстве в качестве кормовых добавок для стимуляции роста животных.
• Попадание антибиотиков из фармацевтических заводов в сточные воды из-за их неэффективной очистки.
• Широкое применение антибактериальных веществ в низких концентрациях в окружающей среде — косметика и средства для ухода за кожей с антимикробным эффектом.

Каким образом человечество сможет противостоять опасности, связанной с наступлением стадии, когда бактерии становятся устойчивыми к действию лекарств, не желая отказываться от такого мощного средства, как антибиотики?

Методы борьбы с резистентностью к антибиотикам

В наше время борьба за свое место под солнцем ведется во всех сферах жизни. В первую очередь, необходимо ограничить и тщательно контролировать применение антибиотиков. По данным статистики, треть антибиотиков, выписываемых врачами, не нужны пациентам, поэтому их использование должно быть более ответственным. Кроме того, человек постоянно создает, совершенствует и находит новые средства для уничтожения бактерий, которые угрожают его здоровью.

• Разработка перспективных антибиотиков.

К сожалению, данный способ борьбы с антибиотикорезистентностью не является эффективным. Все препараты, несмотря на их силу, в конечном итоге становятся бесполезными, как это наглядно показывает пример колистина. Поэтому появление новых, неизвестных ранее лекарств происходит все реже и реже. Однако иногда ученым удается обнаружить что-то удивительное. Например, недавно было обнаружено вещество дарвинолид, выделенное из морской антарктической губки, способное уничтожить до 98% клеток золотистого стафилококка.

• Методы комбинированного лечения.

Этот способ лечения пациентов с инфекциями МЛУ является наиболее распространенным. Сочетание уже существующих препаратов подобранное правильно не дает бактериям никаких шансов выживания — что значит, что их устойчивые к данному препарату штаммы не появятся. Например, в июне 2016 года было объявлено о создании нового комбинированного препарата (из цефдинира и ТХА709), который успешно уничтожает метициллин-резистентный золотистый стафилококк. Еще один пример — смесь некоторых пенициллинов с клавулановой кислотой. Последняя разрушает клеточную стенку, после чего начинают действовать антибиотики.

• «Враг моего врага…»

В поиске «естественных» способов борьбы с патогенными микробами идет активная работа. К примеру, имеют место вирусы, которые прозябают бактерии — они известны как бактериофаги. Эти мельчайшие организмы были обнаружены еще в заключительном XIX веке. К сожалению, они не являются универсальным лекарством в данном случае. Во-первых, они ориентированы на определенный штамм бактерий и не проявляют интерес к другим. Во-вторых, микробы научились быть устойчивыми к ним.

В прошлом году немецкие ученые объявили о бактериях Staphylococcus lugdunensis, которые могут сами производить антибиотик, опасный для Staphylococcus aureus с метициллинорезистентностью. Оказалось, что эти удивительные бактерии обитают в носовых ходах человека. Вещество люгдунин, синтезируемое ими, тормозит размножение опасного микроорганизма.

Правила приема антибиотиков

Джуди Сметзер, вице-президент американского Института безопасной практики медикаментозного лечения, выделяет пять ключевых принципов приема лекарств, которые необходимо соблюдать при использовании антибиотиков: правильный пациент должен принимать правильное лекарство в правильное время в правильной дозе и правильным способом.

Какие еще правила следует придерживаться при лечении антибиотиками?

• Необходимо завершить полный курс лечения и не уменьшать назначенные дозы. Опыт показывает, что каждая четвертая мать не доносит курс антибиотиков до конца, что может привести к рецидиву инфекции. Однако продолжать прием дольше рекомендованного также не рекомендуется, так как это может способствовать образованию резистентных штаммов. Только строгое соблюдение назначений способно прекратить инфекцию.
• Предпочтительнее использовать антибиотики узкого спектра, оказывающие воздействие на ограниченное количество бактерий, чем широкого спектра препараты. Чем точнее действие препарата, тем меньше вероятность выживания патогенных микроорганизмов.
• Желательно провести тест на чувствительность к антибиотикам до начала лечения для определения наиболее эффективного препарата.
• При лечении антибиотиками в стационаре особое внимание следует уделить профилактике инфекций, связанных с пребыванием в больнице. Необходимо обеспечить высокий уровень санитарии и дезинфекции.

Источники:

Вся информация была взята из следующих источников:

• Учебное пособие о применении антимикробных препаратов / Под редакцией Л.С. Страчунского, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлова. Смоленск, 2007.

• Американка умерла от инфекции, устойчивой ко всем 26 доступным антибиотикам // MedicalXpress. 13.01.2017.

• Ученые изучают бактерию, найденную на глубине 1 000 футов под землей // Еurekalert.org. 8.12.2016.

• Антибиотик, убивающий MRSA, производится бактериями в носу // UPI. 27.07.2016.

• Исследователи могли обнаружить второй «супербактериальный» ген у пациента в США // Reuters. 27.06.2016.

Влияние непрофессионального приема антибиотиков на формирование сопротивляемости

Профилактика новых антибиотиков

Развитие новых антибиотиков является одним из путей борьбы с проблемой резистентности. Однако, важно понимать, что появление новых препаратов не означает безопасности их неумеренного использования. Наоборот, это требует более ответственного подхода к приему антибиотиков, чтобы сохранить их эффективность на долгосрочную перспективу.

Роль правильной дозировки и продолжительности курса лечения

Важным аспектом является также правильная дозировка антибиотиков и завершение полного курса лечения. Недостаточное применение препаратов или преждевременное прекращение лечения может привести к тому, что бактерии разовьют устойчивость к этому антибиотику, что снизит его эффективность в будущем.

В целом, правильное использование антибиотиков играет значительную роль в предотвращении формирования сопротивляемости бактерий и поддержании их эффективности для лечения инфекций.

Роль развития новых антибиотиков в борьбе с резистентностью

Существует необходимость постоянного совершенствования антибиотиков для противостояния эволюции резистентности у бактерий. Разработка новых лекарств позволяет эффективнее бороться с возросшей устойчивостью микроорганизмов к уже существующим препаратам.

• Разнообразие новых антибиотиков способствует расширению арсенала средств в борьбе с инфекциями, уменьшая вероятность образования резистентных штаммов бактерий.
• Исследования и разработки в области антибиотиков открывают новые перспективы для борьбы с мультирезистентностью, что является критически важным при лечении инфекций.
• Новые антибиотики могут обладать улучшенными свойствами, такими как более высокая эффективность и меньшая токсичность, что способствует более эффективному лечению пациентов.

В итоге, продолжение исследований и внедрение новых антибиотиков в клиническую практику играет ключевую роль в борьбе с резистентностью бактерий, обеспечивая сохранение эффективности антибактериальной терапии и защиту здоровья человека.

Профилактика инфекций и уменьшение необходимости антибиотиков

В данном разделе мы рассмотрим способы предотвращения заболеваний и снижения потребности в применении антибиотиков. Профилактика инфекций играет важную роль в поддержании здоровья человека и сокращении возможности развития бактериальной резистентности к антибиотикам.

Предупредительные мероприятия

Для того чтобы уменьшить необходимость в приеме антибиотиков, необходимо обращать внимание на профилактику инфекций. Профилактические меры могут включать в себя укрепление иммунитета, соблюдение гигиены, правильное питание, физическую активность и регулярные медицинские осмотры. Такие действия помогут снизить вероятность заражения и развития заболеваний, что в свою очередь уменьшит потребность в использовании антибиотиков.

Современные методы профилактики

С развитием медицинской науки и технологий появляются новые методы профилактики инфекций. Вакцинация, применение пробиотиков, использование антисептиков и антимикробных средств помогают не только предотвращать развитие инфекций, но и улучшать общее состояние здоровья. Такие инновационные подходы способствуют снижению необходимости в антибиотиках и помогают бороться с резистентностью бактерий.

Влияние окружающей среды на эволюцию устойчивости бактерий

Современная среда влияет на значительную эволюцию устойчивости бактерий к антибиотикам. Бактерии приспосабливаются к окружающим условиям, что может способствовать повышению уровня резистентности к лекарственным препаратам. Это создает новые вызовы для медицины и здравоохранения, необходимость постоянного совершенствования методов борьбы с микроорганизмами.

Вредное воздействие загрязнения окружающей среды на эволюцию сопротивляемости бактерий не может быть недооценено. Постоянное воздействие химических веществ и антибиотиков на природные биоразнообразие создает условия для быстрого развития новых штаммов бактерий, устойчивых к лечению.

Проблема микробной резистентности к антибиотикам частично связана с отсутствием эффективной экологической политики. Необходимо обратить внимание на необходимость создания мер по контролю и снижению загрязнения окружающей среды, чтобы уменьшить влияние эволюции бактерий и сохранить эффективность антибиотиков в будущем.

Вопрос-ответ:

Что делать пациенту, если назначенное ему лекарство не работает?

Если лекарство не работает, пациент должен немедленно обратиться к врачу для корректировки лечения. Важно не терять время и не допустить того, чтобы болезнь продолжала прогрессировать.

Почему так важно правильно использовать антибиотики?

Правильное использование антибиотиков помогает избежать резистентности бактерий к ним. Если человечество не научится контролировать употребление антибиотиков, это может привести к тому, что в будущем бактерии перестанут реагировать на лекарства, и мы проиграем войну с инфекциями.

Как врачи справляются с случаями, когда антибиотики не действуют?

Врачи могут применять альтернативные методы лечения, искать более эффективные препараты или даже проводить комбинированную терапию. Важно обратиться за помощью к специалисту, если первое лекарство не оказывает нужного эффекта.

Какие последствия могут быть, если инфекционное заболевание не удается остановить?

Если инфекция не останавливается, она может привести к серьезным осложнениям и угрожать жизни пациента. Поэтому важно оперативно реагировать на ситуацию и усиливать лечение при необходимости.