Щоденні новини зі світу науки.

Статуя Давида Мікеланджело

Погода стає більш екстремальною

Хто найвищі у світі?

Чому теорії змови так популярні?

Торт Угорщини без цукру

Чи може Земля підтримати 11 мільярдів людей без інфекційних захворювань?

Розрахунок площі

Розумні яйця, вегетаріанська овочева салямі, спеціальний корм

антибіотиків

В усьому світі від стійких до антибіотиків інфекцій щороку помирає 700 000 людей.

Понад 30 тис. З них у Європі. Якщо змін не відбудеться, песимістичні оцінки визначають це число до 10 мільйонів до 2050 року. Це робить стійкість до антибіотиків однією з провідних причин смерті у світі.

Орсоля Мехі, науковий співробітник Інституту біохімії Сегедського біологічного центру Угорської академії наук, дає короткий виклад біологічного фону розвитку стійкості до антибіотиків, глобального значення проблеми, поширеності та наслідків неправильних та безконтрольне вживання антибіотиків.

Термін стійкість до антибіотиків може здатися багатьом звичним, але що саме це таке і наскільки 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. Стійкість патогенних бактерій до антибіотиків є (у всьому світі) найсерйознішою проблемою. Важливо підкреслити, що стійкість до антибіотиків загрожує не тільки лікуванню бактеріальних інфекцій (включаючи загальні захворювання, з якими ми вже мали змогу боротися, такі як пневмонія, туберкульоз, сепсис, гонорея, харчові захворювання), а й багато інших медичних втручань такі як терапія раку, трансплантація та інші імунодепресивні процедури. Або інвазивна хірургія та догляд за недоношеними дітьми.

У звіті ВООЗ, опублікованому в квітні цього року, красномовно підсумовується поточна ситуація: «Немає часу чекати: якщо ми не відреагуємо негайно, протягом покоління будуть катастрофічні наслідки стійкості до антибіотиків. 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.

Одну жінку в штаті Невада було вбито інфекцією Klebsiella pneumoniae, яка була стійкою до всіх (26 типів) антибіотиків, прийнятих у США. Такі штами бактерій вже не називають не тільки стійкими до різних лікарських засобів, але й стійкими до панацеї. Оскільки вони стійкі не лише до кількох, але майже 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 вживанням антибіотиків у цьому середовищі. Імунна система пацієнтів у багатьох випадках ослаблена, і багато пацієнтів залишаються разом, що допомагає поширенню інфекцій. Це можна зробити за допомогою прямого або непрямого контакту між пацієнтами, медичними працівниками чи відвідувачами, або через контакт із зараженими пристроями.

Отже, лікарні, на жаль, можна вважати осередком 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, а лише відкривало антибіотики. Або, використовуючи природні антибіотики як вихідну точку, вони виробляють 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 крихітні, непомітні, 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, а отже, здатні жити навіть у найекстремальніших умовах.

Як і в 90-градусних джерелах тепла, під величезним тиском у Тихоокеанському Маріанському жолобі один вид бактерій, Deinococcus radiodurans, може витримати рівень радіації, який в 3000 разів перевищує смертельну 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 вижити. 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.

Є бактерії, які завдяки своїм структурним властивостям за своєю суттю стійкі до деяких антибіотиків. Наприклад, вони оточені захисною оболонкою (клітинною стінкою), яка непроникна для певних антибіотиків. Цей тип опору називається природним опором. Інший тип стійкості - це набута резистентність, коли певна бактерія була чутливою до антибіотика, але набула стійкості до нього. Це означає зміни у вашому спадку, які роблять його стійким до певного антибіотика. Це означає, що антибіотик не зможе потрапити в бактеріальну клітину або буде інтенсивно викачуватися з клітини. Молекула-мішень антибіотика змінюється, тому антибіотик не зможе пригнічувати бактерію. Або бактерія виробляє ферменти, які розщеплюють і інактивують антибіотики.

Набута стійкість може розвиватися двома шляхами: шляхом змін (мутацій) власного спадкового матеріалу бактерії або шляхом запозичення генів стійкості у інших бактерій. Обмін генами стійкості може також відбуватися між різними видами бактерій, це називається горизонтальним обміном генів. В умовах лікарні це один з основних шляхів поширення опору. Часто два механізми (змінюючи власне успадкування та набуваючи нові гени стійкості) також поєднуються бактеріями, які витримують дуже високі концентрації антибіотиків.

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

Можна подумати, що поява стійкості до антибіотиків може бути пов’язане із введенням антибіотиків у медицину. Це не так, оскільки значна частина антибіотиків є нащадками природних молекул, які використовуються мікроорганізмами протягом мільйонів років як «хімічна зброя» один проти одного, формуючи структуру мікробних спільнот. Отже, стійкість до антибіотиків - явище не нове, а давнє. Ймовірно, того ж віку, що і поява видів, що виробляють антибіотики, оскільки ці види також мали власний протиотруту від «хімічної зброї», яку вони виробляли (відповідні захисні механізми).

Що спричинило менше ста років з моменту впровадження пеніциліну в медицину, збудники мультирезистентних мікроорганізмів вибухнули та поширились у всьому світі?

Відповідь полягає у значному збільшенні тиску на вибір. А це означає, що бактерії піддаються дії набагато більше антибіотиків. І це чинить на них великий тиск, 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 і часто неконтрольоване вживання антибіотиків не лише в медицині, а й у тваринництві. Міжнародна торгівля продуктами тваринного походження та глобалізація туризму сприяють розвитку та глобальному поширенню стійких бактерій.

Глобальне споживання антибіотиків зросло на 65% з початку 2000-х років. Дивно, але найбільшим споживачем антибіотиків є не охорона здоров’я, а тваринництво. Там, де антибіотики додають у раціон сільськогосподарських тварин, насамперед для запобігання розвитку інфекцій через високу щільність популяції та покращення темпів їх зростання.

За даними 2015 року, 80% антибіотиків використовувались у тваринництві в США. Крім того, 70% з них належали до груп антибіотиків, що використовуються в людській медицині. На додаток до величезного тиску селекції, це проблема, оскільки стійкі бактерії можуть поширюватися від тварини до людини через прямий контакт із споживанням неправильно обробленого м'яса або посівів, забруднених фекаліями тварин.

Визнаючи серйозність цієї проблеми, законодавство країн Європейського Союзу заборонить використання антибіотиків для збільшення врожайності з 2016 року. Але, на жаль, це стосується лише невеликої частини світу.

Наприклад, Індія є одним із центральних пунктів розвитку та поширення стійкості до антибіотиків.

У частинах світу, де антибіотики відпускаються без рецепта як для людей, так і для тварин, або де не розроблено стандартних протоколів лікування, ситуація стійкості є ще більш критичною.

Тоді очевидно, що нам потрібні нові, ефективні антибіотики та розробка антибактеріальних стратегій негайно. Або глобальне співробітництво та правила щодо запобігання розповсюдженню 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. Це пов’язано з тим, що якщо резистентність до нового антибіотика розвивається за дуже короткий час або до того, як він буде випущений на ринок.

Тоді великі гроші, вкладені в розвиток, не окупляться, не кажучи вже про отримання прибутку. Наприклад, транснаціональна 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 - Дальбаванцин. Десять років досліджень і багато грошей були витрачені даремно, оскільки стійкі патогени з’явилися проти нього лише через два роки після його випуску на ринок.

Неспроможність компаній, що розробляють антибіотики, протестувати своїх кандидатів на наркотики за допомогою відповідних методів також значно сприяє цьому провалу. Вони також не спостерігаються за достатньо складним підходом на ранніх стадіях розробки ліків щодо стійкості. Однак це було б важливо для реалістичної оцінки шансів на розвиток опору та для відбору правильних кандидатів. Якщо лише на пізньому етапі розвитку визнають, що стійкість до даного препарату може легко розвинутися, величезні суми вже "викинуті у вікно".

Це значно стримує компанії від випробування нових кандидатів на антибіотики. Одним із рішень було б, щоб компанії з розробки антибіотиків робили набагато більший акцент на правильному тестуванні кандидатів на антибіотики на стійкість на ранній стадії розробки. Це відфільтровує кандидатів, проти яких легко розвинути опір.

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

Існує чітка потреба у глобальній співпраці та змінах на всіх рівнях суспільства. Ми можемо багато чого зробити на індивідуальному рівні, якщо дотримуватимемось 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.
  • Запобігайте розвитку інфекцій, дотримуючись належних норм гігієни та способу життя. Важливо регулярно мити руки, правильно готувати їжу, уникати безпосереднього контакту з хворими людьми, вести безпечний секс, робити правильні щеплення.

На рівні політиків необхідні наступні кроки:

  • розробити серйозні національні плани дій, щоб гарантувати, що стійкість до антибіотиків адекватно вирішується на місцевому рівні та не поширюється;
  • 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 для широкого загалу щодо гостроти проблеми стійкості до антибіотиків
  • і які запобіжні заходи ми можемо вжити проти цього на індивідуальному рівні.