Щороку в світі від стійких до антибіотиків інфекцій помирає 700 000 людей, більше 30 000 з них у Європі. Якщо змін не внесено, песимістичні підрахунки визначають це число до 10 мільйонів до 2050 року, що робить стійкість до антибіотиків однією з провідних причин смерті у світі. Орсоля Мехі, науковий співробітник Інституту біохімії Сегедського біологічного центру Угорської академії наук, написав для tudomany.hu резюме про біологічне підґрунтя розвитку стійкості до антибіотиків, глобальне значення проблеми, поширеність та наслідки неправильного та неконтрольованого вживання антибіотиків.

російська

Термін резистентність до антибіотиків може здатися багатьом звичним, але чи ми точно знаємо, що це таке і наскільки це серйозна проблема?

Взагалі кажучи, стійкість до антибіотиків - це явище, при якому бактерії та інші мікроорганізми (наприклад, патогенні гриби, одноклітинні паразити) чинять опір антибіотикам, призначеним для їх знищення. У цій роботі ми зосереджуємося на стійкості патогенних бактерій до антибіотиків, оскільки це найсерйозніша проблема у всьому світі. В даний час 700 000 людей у ​​всьому світі щорічно помирають від стійких до антибіотиків інфекцій, більше 30 000 з них у Європі. Якщо змін не внесено, песимістичні оцінки визначають це число до 10 мільйонів до 2050 року, що робить стійкість до антибіотиків однією з провідних причин смерті у світі. Важливо підкреслити, що стійкість до антибіотиків загрожує не тільки лікуванню бактеріальних інфекцій (включаючи загальні захворювання, з якими ми вже могли боротися, такі як пневмонія, туберкульоз, сепсис, гонорея, харчові захворювання), а й багато інших медичних втручань такі як терапія раку, трансплантація та інші імунодепресивні процедури, інвазивна хірургія або догляд за недоношеними дітьми.

У звіті ВООЗ, опублікованому в квітні цього року, красномовно викладається поточна ситуація: «Немає часу чекати: якщо ми не відреагуємо негайно, стійкість до антибіотиків матиме катастрофічні наслідки протягом покоління. Майбутнє має бути захищене від стійких до антибіотиків інфекцій ". На додаток до збільшення смертності, стійкість до антибіотиків означає триваліший термін перебування в лікарні, пов'язані з цим високі лікарняні витрати та значне глобальне економічне навантаження.

Тільки одним із багатьох шокуючих прикладів є випадок жінки в штаті Невада, яка померла від інфекції Klebsiella pneumoniae, яка була резистентною до всіх (26) антибіотиків, прийнятих у США.

Такі штами бактерій вже не називають не тільки стійкими до різних лікарських засобів, але і стійкими до панацеї, оскільки вони стійкі не лише до кількох, але практично до всіх антибіотиків.

До страшних багатолікарських або пан-стійких супербактерій належать також золотистий стафілокок, мікобактерії туберкульозу, сальмонела тифі або Neisseria gonorrhoeae. Дві третини цих супербактеріальних інфекцій мають лікарняне походження. Це можна пояснити високим використанням антибіотиків у цьому середовищі, ослабленою імунною системою пацієнтів у багатьох випадках та співіснуванням багатьох пацієнтів, що сприяє поширенню інфекцій. Це може статися через прямий або непрямий контакт між пацієнтами, медичними працівниками або відвідувачами або через контакт із зараженими пристроями. Отже, лікарні, на жаль, можна розглядати як осередки для стійких до антибіотиків інфекцій, особливо у відділеннях інтенсивної терапії, де внутрішньолікарняні інфекції вражають половину важкохворих пацієнтів, подвоюючи ризик смерті.

Важливо підкреслити, що хоча люди з ослабленою імунною системою (люди похилого віку, госпіталізовані, матері, що годують груддю, недоношені діти, ВІЛ-інфіковані люди) є найбільш схильними до ризику, стійкість до антибіотиків може вплинути на будь-кого, в будь-якій точці світу та в будь-якому віці.

Що таке антибіотики? Проти чого вони працюють і як проти них може розвинутися опір?

Антибіотики (їх називають «антижиттєвими агентами») - це сполуки, що пригнічують процеси, життєво важливі для виживання клітин у різних мікроорганізмах (бактеріях, грибках, інших одноклітинних). Вони можуть бути природними сполуками, що виробляються іншими мікроорганізмами (наприклад, пеніциліном, виробленим грибом Penicillium notatum), або напівсинтетичними або синтетичними похідними, виробленими людиною.

Важливо підкреслити, що людство не винаходило, лише відкривало антибіотики, і використовуючи природні антибіотики як вихідну точку, він виробляє нові за допомогою хімічних експериментів. З медичної точки зору, популярність антибіотиків полягає в тому, що вони діють спеціально на мікроорганізми, не втручаючись істотно в життєві процеси людського організму. Їх специфічність пов’язана з тим, що вони атакують клітинні процеси або молекули-мішені, унікальні для бактерій. Важливо підкреслити, що антибіотики абсолютно неефективні щодо вірусів, тому неправильне їх використання при вірусних інфекціях лише сприяє розвитку стійкості.

Хоча бактерії та віруси мають деякі спільні риси - представники обох груп мають крихітні розміри, непомітні для очей, можуть спричиняти подібні симптоми і часто поширюються подібним чином - відмінності між ними набагато значніші. Бактерії, хоча і складаються лише з однієї клітини, все ж є складними. Вони мають власний метаболізм, тому вони життєздатні самі по собі, на відміну від вірусів. Вони здатні дивовижно адаптуватися до навколишнього середовища і, таким чином, виживати в найекстремальніших середовищах, таких як 90 градусів Цельсія, під величезним тиском у Тихоокеанському Маріанському жолобі, а один вид бактерій, Deinococcus radiodurans, може витримати таке випромінювання, яке в 3000 разів перевищує летальну дозу для людини. Віруси менші за бактерії (їх може бути до сотні разів менше), вони не мають власного метаболізму, тому для розмноження їм потрібна клітина-хазяїн (клітина бактерії, людини, тварини, рослини). Вони можуть існувати самі по собі дуже короткий час.

Маючи на увазі чудову пристосованість бактерій, зовсім не дивно, що вони також здатні адаптуватися до присутності антибіотиків.

Вплив антибіотиків також є лише стресовим фактором, до якого вони можуть адаптуватися, якщо хочуть залишитися в живих. Всього через кілька років після відкриття пеніциліну сам Олександр Флемінг заявив, що, ймовірно, не існує хіміотерапевтичного засобу, на який бактерії не змогли б відповісти стійкістю за відповідних умов. Таким чином, розвиток стійкості є природною реакцією бактерій на стрес, з яким вони стикаються.

У чому причина того, що стійкість до антибіотиків стала настільки серйозною глобальною проблемою?

Можна подумати, що появу стійкості до антибіотиків можна пояснити введенням антибіотиків у медицину. З того часу це не так значна частина антибіотиків є нащадками природних молекул, які використовуються мікроорганізмами протягом мільйонів років як "хімічна зброя" один проти одного, формування структури мікробних спільнот. Отже, стійкість до антибіотиків - це не нове явище, а давнє явище, ймовірно, того самого віку, як поява видів, що продукують антибіотики, оскільки ці види також мали протиотруту до власної «хімічної зброї» (відповідні механізми захисту).

Ми можемо запитати, що якщо явище природних антибіотиків та резистентності існує в природі протягом мільйонів років, що спричинило вибух мультирезистентних патогенів та поширення у всьому світі менш ніж за сто років з моменту впровадження пеніциліну в медицину. Відповідь полягає у великому збільшенні тиску відбору, це означає, що бактерії піддаються дії набагато більше антибіотиків, і це дуже сильно тисне на них, щоб вони стали стійкими. Ми, люди, маємо величезну роль у цьому процесі. Збільшення тиску при виборі та швидке поширення опору є результатом поєднання кількох факторів.

Неправильне, надмірне та часто неконтрольоване вживання антибіотиків не лише в медицині, але й у тваринництві, міжнародна торгівля продуктами тваринного походження та глобалізація туризму сприяють розвитку та глобальному поширенню стійких бактерій.

Тоді очевидно, що нам потрібні нові, ефективні антибіотики та розробка антибактеріальних стратегій негайно, а також глобальна співпраця та регулювання для стримування розповсюдження стійких патогенів.

Розробка нових антибіотиків не буде вирішенням цієї ситуації?

Парадоксально, але саме в такому надзвичайному стані багато компаній з розробки антибіотиків припинили розробку нових антибіотиків. Останній новий клас антибіотиків був випущений в 1987 році. З тих пір не було нововведень, і мало хто з кандидатів на антибіотики знаходиться на стадії розробки. Причиною цього є те, що якщо резистентність розвивається за дуже короткий час до або до запуску нового антибіотика, велика частина грошей, вкладених у розвиток, не окупиться, не кажучи вже про прибуток. Наприклад, багатонаціональна фармацевтична компанія GlaxoSmithKline витратила 15 мільйонів доларів на придбання нової молекули антибіотика, а потім додаткові значні суми на її розробку, але проект довелося зупинити наполовину після того, як незабаром з’явилася стійкість до цієї молекули. Інший приклад - далбаванцин, де десять років досліджень та багато грошей були витрачені даремно, оскільки стійкі патогени з’явилися лише через два роки після його запуску.

Цьому сприяє також той факт, що компанії, що розробляють антибіотики, не тестують своїх кандидатів на ліки відповідними методами та досить складним підходом до стійкості на ранніх стадіях розвитку, що було б важливим для реальної оцінки шансів на розвиток стійкості та вибору кандидатів. Якщо лише на пізній стадії розвитку визнано, що стійкість до певного препарату може легко розвинутися, то тоді величезні суми вже були «викинуті з вікна». Це значно стримує компанії від випробування нових кандидатів на антибіотики. Тоді одним із рішень було б, щоб компанії, що розробляють антибіотики, на ранніх стадіях розвитку робили набагато більший акцент на правильному тестуванні кандидатів на антибіотики на стійкість, тим самим відбираючи кандидатів, проти яких легко розвинути стійкість. Серед іншого, над цим вони працюють у Сегедському біологічному дослідницькому центрі Угорської академії наук, і результати роботи можуть принести прорив у дедалі загрозливішій антибіотичній кризі (див. Рекомендації в кінці тексту).

Що ми можемо зробити, щоб зменшити поширення резистентності до антибіотиків?

Існує явна потреба у глобальній співпраці та змінах на всіх рівнях суспільства.

Ми можемо багато чого зробити на індивідуальному рівні, дотримуючись цих порад:

  • Використовуйте антибіотики лише в тому випадку, якщо вони призначені лікарем і суворо дотримуйтесь інструкцій із застосування. Ніколи не припиняйте лікування антибіотиками раніше часу, призначеного лікарем.
  • Ніколи не приймайте антибіотики при вірусних інфекціях (наприклад, застуда, вірусна застуда).
  • Ніколи не діліться з іншими антибіотиками та не використовуйте їх на власний розсуд.
  • Запобігати розвитку інфекцій, дотримуючись норм гігієни та способу життя (регулярне миття рук, правильне приготування їжі, уникання безпосереднього контакту з хворими людьми, безпечний секс, введення відповідних щеплень).

На рівні політиків необхідні наступні кроки:

  • розробка надійних національних планів дій щодо адекватного вирішення проблем стійкості до антибіотиків на місцевому рівні та запобігання його поширенню;
  • посилення законів щодо використання антибіотиків як у галузі охорони здоров’я, так і у тваринництві;
  • вдосконалення стратегій контролю/моніторингу стійких до антибіотиків інфекцій;
  • розробка освітніх програм у всьому світі для широкої громадськості щодо серйозності проблеми стійкості до антибіотиків та яких запобіжних заходів можна вжити на індивідуальному рівні.

Інші статті та відгуки

Орсоля Мехі, співробітник майстерні світового класу Чаби Паля в Сегедському біологічному центрі Угорської академії наук. Раніше на mta.hu було опубліковано кілька статей та відео про роботу дослідницької групи, деякі з яких також можна переглянути тут.

Наукова презентація Чаби Паля на 191-й Генеральній Асамблеї, в якій він, серед іншого, проаналізував проблеми досліджень антибіотиків

Чаба Пол та його дослідницька група досліджують, як зробити боротьбу з бактеріями більш ефективною. Було показано, що збудник, навіть якщо адаптований до одного антибіотика, може стати стійким до інших агентів зі схожою хімічною структурою. У 2015 році він провів лекцію на тему «Антибіотики та стійкі бактерії» на Угорському фестивалі науки