Устойчивость к антибиотикам: угроза для человечества

В 1945 году три ученых из Великобритании – Флеминг, Флори и Чейн получили Нобелевскую премию в области физиологии и медицины за открытие пенициллина – первого антибиотика, который помог человечеству бороться с инфекциями. Его доступность во время Второй мировой войны позволила сохранить жизнь многим: только у солдат смертность из-за присоединения бактериальной инфекции при ранениях снизилась с 18 до 1 %. Мирному населению пенициллин тоже дал шанс на выживание в ранее практически безнадежных случаях. С помощью антибиотика начали успешно лечить сифилис, пневмонию, туберкулез, дифтерию и даже гангрену ^[1].

Сегодня в линейке антибиотиков есть не только легендарный пенициллин. За почти столетие появилось более пятнадцати разных групп таких лекарственных средств, не только с антибактериальным, но и противогрибковым, противоопухолевым действием. Подобная широта выбора и расширенный спектр действия помогает бороться с инфекциями. Но одновременно с доступностью противомикробных средств возникла новая проблема – устойчивость бактерий к антибиотикам. Ее именуют термином “антибиотикорезистентность”. Без надлежащих мер ситуация может разрастись до критических масштабов, и тогда человечество столкнется с серьезной угрозой жизни – даже незначительные травмы и распространенные инфекционные заболевания станут смертельно опасными.

Важно понимать: устойчивость к антибиотикам возникает только у микроорганизмов, а не людей. Но именно мы под угрозой, ведь при заражении антибиотикорезистентными бактериями лечение инфекции существенно усложняется.

Почему возникает антибиотикорезистентность

Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам названа ВОЗ одной из десяти самых серьезных проблем современной медицины. Она негативно влияет и на мировую экономику, поскольку лечение пациентов становится длительным и дорогим. К тому же сроки госпитализации больного затягиваются, и это бьет по его карману. Понимая, что лежит в основе проблемы, можно поискать пути решения.

Существует два типа устойчивости бактерий к антибиотикам: врожденная и приобретенная. В основе первой – полное отсутствие у микроорганизма мишени действия антибактериального средства или же ее недоступность вследствие инактивации ферментами или низкой проницаемости. Второй тип резистентности возникает в нескольких ситуациях:

1. При контакте с антибиотиками.
2. Из-за мутаций хромосомной ДНК, что модифицирует белковую структуру бактерий.
3. При трансформации с образованием мозаичных генов.
4. При горизонтальном переносе генов.

Приобретенная антибиотикорезистентность проявляет себя пятью механизмами защиты от действия антибиотиков:

• блокировка антибактериального средства микробной клеткой;
• уничтожение антибиотика ферментами, разрушающими структуру действующего вещества;
• избавления от попавшего в клетку вещества с помощью специальных “насосов” в стенках;
• нивелирование эффекта средств с противомикробным действием, то есть микроорганизмы “разрабатывают” пути обхода основного их действия, например, блокировку выработки полезных веществ;
• маскировка. Этот механизм защиты микробы используют для невозможности антибиотиков распознать определенные их части (мишени), тем самым не позволяя препаратам полноценно на них действовать ^[2].

Инактивация антибиотика ферментами – наиболее распространенный механизм. Она происходит за счет синтеза энзимов, которые могут или разрушать препарат, или модифицировать его. Также под действием ферментов способна меняться аффинность мишеней, что блокирует связывание антибиотика с ними.

Интересный факт: подобный механизм защиты действует против большинства групп антибактериальных средств.

Вторым по распространению механизмом проявления антибиотикорезистентности считается маскировка – изменение структуры мишеней, позволяющее микробам как бы стать невидимым для действующего вещества лекарственного средства. Ее возникновение возможно одним из двух механизмов. В первом случае “виноваты” спонтанные генные мутации, которые и меняют структуру молекул-мишеней. Что важно: подобная устойчивость не передается горизонтальной передачей генов. Второй механизм, наоборот, связан с ГПГ (горизонтальной передачей генов). Именно продукты этих генов и способны вызывать модификацию молекулы мишени ^[3].

Чем мы способствуем возникновению и распространению антибиотикорезистентности

Несмотря на то, что устойчивость к антибиотикам возникает именно у микроорганизмов, человечество к этому причастно напрямую. Немало факторов, способствующих появлению подобной проблемы, связаны именно с неправильными действиями человека.

Одна из основных причин появления антибиотикорезистентности – самолечение. Пациенты самостоятельно назначают себе лекарственные препараты с антибактериальным действием даже при обычной простуде. Часто используют антибиотики для лечения вирусов, неправильно подбирают нужную дозировку, не учитывают необходимую кратность приема и нужный курс лечения. Многие больные после улучшения снижают прием лекарства до 1-го раза в день вместо 2-3 или вовсе прекращают терапию. Все это снижает концентрацию антибиотика в организме в тот период, когда еще не все бактерии погибли. И некоторые микроорганизмы могут не только выжить в таких условиях, но и становятся устойчивыми к действию антибактериального препарата.

И это не единственный фактор, провоцирующий антибиотикорезистентность. Ее возникновение и распространение связано также с:

• недоскональной системой предоставления медицинских услуг. В частности пациенты с инфекционными заболеваниями могут находиться в одной палате, и не исключено, что в организме одного из них присутствуют резистентные бактерии;
• использованием антибиотиков в животноводстве. В результате такие продукты могут попадать в пищу человека, и за счет наличия в организме даже низких концентраций веществ для борьбы с бактериальными инфекциями может возникать резистентность;
• безответственным назначением антибиотиков медицинскими работниками. Некоторые врачи грешат этим, выписывая рецепт на такие препараты на всякий случай ^[4].

Насколько критична ситуация с антибиотикорезистентностью в мире

Несмотря на то, что только в 21-ом столетии антибиотикорезистентность объявлена угрожающей ситуацией, проблема существует давно. Устойчивые бактерии появились фактически сразу же после открытия и начала использования пенициллина. Но сегодня масштабы распространения антибиотикорезистентности серьезно возросли. И ВОЗ объясняет это пандемией коронавируса, во время которой практически всем больным с серьезными осложнениями назначались антибиотики. Способствовали развитию резистентности и частые мутации вируса, вызывающего COVID ^[5].

Впрочем, и без коронавируса ситуация была критической. Все больше инфекций становятся смертельно опасными из-за расширения их устойчивости к противомикробным препаратам. Так, практически во всех регионах мира обнаружена Klebsiella pneumoniae, отличающаяся стойкостью к антибиотикам группы карбапенемов. Это лекарственные средства последнего резерва, то есть – они почти единственная надежда на выздоровление больных. А ведь K. pneumoniae – бактерия, которая является главной причиной внутрибольничных инфекций (у новорожденных, пациентов отделений интенсивной терапии), поэтому очень важна возможность эффективного лечения.

Еще один пример – антибиотикорезистентность E. coli к группе фторхинолонов (ципрофлоксацин, офлоксацин и другие), используемых для терапии инфекции мочевыводящих путей. Как показывают данные, практически у половины пациентов лечение неэффективно. И хотя еще совсем недавно на два этих вида резистентных бактерий действовал колистин (известный, как полимиксин E), уже есть информация о ряде регионов, где обнаружены колистин-резистентные микроорганизмы. Таким образом, можно утверждать: инфекции, вызванные этими бактериями фактически лечить нечем. И это только несколько примеров опасности антибиотикорезистентности, ведь есть еще такие опасные заболевания, как гонорея, туберкулез и не только. Лишь в 2018 году обнаружено пол миллиона случаев антибиотикорезистентности к рифампицину у туберкулезных пациентов. И без объяснений понятно, чем это угрожает человечеству.

Что же можно сделать

Решение ситуации с устойчивостью бактерий к антибиотикам в руках человека. Полностью избавиться от этой проблемы, скорее всего, невозможно, но можно ее замедлить и даже сократить.

На уровне пациентов антибиотикорезистентность можно предупредить:

• отказом от самолечения;
• тщательным соблюдением схемы лечения противомикробными средствами, назначенной врачом;
• вакцинированием, способным защитить от серьезных заболеваний;
• тщательной гигиеной, обязательной дезинфекцией ран, царапин;
• ответственным отношением к своему здоровью.

На уровне врача и медицинского учреждения с устойчивостью бактерий к антибиотикам также должна вестись борьба. Для этого специалисты обязаны не назначать противомикробные средства, если в этом нет серьезной необходимости. Дозы, кратность приема, курс лечения нужно подбирать с особым вниманием, акцентируя пациенту на строгом его соблюдении.

В медицинских учреждениях не должно допускаться распространение инфекций между пациентами, поэтому необходимо обеспечить отсутствие контактов, в том числе на уровне поликлиники.

Заниматься проблемой антибиотикорезистентности необходимо также на уровне государства. Для этого стоит стимулировать и своевременно финансировать медицину, область научных исследований, чтобы врачи и ученые могли разрабатывать новые эффективные противомикробные средства и изучать возможности обойти бактерии ^[6].

Последние несколько лет ситуацией с устойчивостью микроорганизмов к действию антибиотиков занимаются мировые организации в области здравоохранения. С 2020-го активно проводится “Всемирная неделя правильного использования противомикробных препаратов” (с 18 по 24 ноября). Она внедрена еще с 2015 года, но раньше имела несколько другое название. Такое мероприятие – всемирная кампания, направлено на информирование о проблеме резистентности, а также путях ее предупреждения ^[7].

А еще в 2015 году на сессии Всемирной ассамблеи здравоохранения принят Глобальный план действий по борьбе с антибиотикорезистентностью, стратегическими целями которого выбрано:

1. Оптимизацию использования противомикробных средств.
2. Повышение осведомленности в вопросах устойчивости бактерий к антибиотикам.
3. Сокращение числа передачи инфекции путем создания соответствующих санитарно-гигиенических условий и профилактических мер.
4. Накопление знаний и данных путем надзора и исследований.
5. Подготовку экономических обоснований планомерных инвестиций в изучение и разработку новых лекарственных препаратов ^[8].

Точных прогнозов, насколько быстро и эффективно можно справиться с проблемой, никто дать не может. Но усилия должны прикладываться всеми звеньями, начиная от нас самих. Флемминг спас человечество, обнаружив пенициллин, теперь задача – сохранить возможность лечить больных даже от самых сложных инфекций.

Источники