Антибиотики представляют собой лекарства, которые используются для профилактики и лечения бактериальных инфекций. Устойчивость к антибиотикам возникает, когда бактерии мутируют и перестают реагировать на лекарства, что затрудняет лечение инфекций и повышает риск распространения болезней.

Антибиотикорезистентность бактерий представляет собой растущую глобальную проблему. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) выпустила предупреждение о том, что в мире «заканчиваются антибиотики». В последнее время появление устойчивых к лекарствам бактерий поставило критическую проблему в лечении клинических инфекционных заболеваний, что привело к постепенному увеличению частоты нозокомиальных инфекций. Устойчивость к антибиотикам растет во всех частях мира, поскольку бактериальные инфекции являются одной из основных причин заболеваний и смертности. Новые механизмы устойчивости появляются регулярно и распространяются по всему миру, ставя под угрозу возможности лечения инфекционных заболеваний. Поскольку антибиотики становятся менее эффективными, такие инфекции, как пневмония, туберкулез, заражение крови, гонорея и болезни пищевого происхождения, лечить становится труднее.

Проблема антибиотикорезистентности

Лечение микробных инфекций применялось еще в Древнем Египте, Греции и Китае, что хорошо документировано. Современная эра антибиотиков началась с открытия пенициллина сэром Александром Флемингом в 1928 году. С тех пор антибиотики изменили современную медицину и спасли миллионы жизней. Впервые антибиотики были назначены для лечения серьезных инфекций в 1940-х годах.

Однако вскоре резистентность к пенициллину стала серьезной клинической проблемой, так что к 1950-м годам многие достижения предыдущего десятилетия оказались под угрозой. В ответ на это были открыты, разработаны и внедрены новые бета-лактамные антибиотики, однако первый случай метициллин-резистентного золотистого стафилококка был выявлен в течение того же десятилетия. В конечном итоге была обнаружена резистентность почти ко всем разработанным антибиотикам. Ванкомицин был введен в клиническую практику в 1972 году для лечения резистентности к метициллину как у S. aureus, так и у коагулазонегативных стафилококков. Вызвать устойчивость к ванкомицину было настолько сложно, что считалось маловероятным, что это произойдет в клинических условиях. Однако случаи резистентности к ванкомицину были зарегистрированы у коагулазонегативных стафилококков в 1979 и 1983 годах. С конца 1960-х по начало 1980-х годов фармацевтическая промышленность представила много новых антибиотиков для решения проблемы резистентности, но после этого ассортимент антибиотиков начал расширяться. В результате, в 2015 году, спустя много десятилетий после того, как первые пациенты начали лечиться антибиотиками, бактериальные инфекции снова стали угрозой.

В чем причина антибиотикорезистентности? Чрезмерное использование антибиотиков явно способствует развитию устойчивости к микроорганизмам. Эпидемиологические исследования продемонстрировали прямую связь между потреблением антибиотиков и распространением резистентных штаммов бактерий. У бактерий гены могут быть унаследованы или приобретены от неродственных видов с помощью плазмиды антибиотикорезистентности. Это небольшая кольцевая молекула ДНК, которая может передаваться между бактериями и содержит гены, обеспечивающие устойчивость к антибиотикам. Эти гены могут кодировать белки, способные разрушать антибиотики или изменять бактериальные клетки таким образом, чтобы лекарства не могли им навредить. Механизм передачи плазмид антибиотикорезистентности обычно включает горизонтальный перенос генетического материала между бактериями, таким образом, что бактерия может быстро приобрести новые сопротивляемости к антибиотикам. Резистентность также может возникать спонтанно в результате мутации. Антибиотики уничтожают чувствительных к лекарствам конкурентов, оставляя резистентные бактерии для размножения в результате естественного отбора. Несмотря на предупреждения, чрезмерное назначение антибиотиков остается проблемой во всем мире.

Неправильно назначенные антибиотики также способствуют развитию резистентных бактерий. Исследования показали, что показания к лечению, выбор препарата или продолжительность терапии антибиотиками неверны в 30–50% случаев. Неправильно назначенные антибиотики имеют сомнительную терапевтическую пользу и подвергают пациентов потенциальным осложнениям антибиотикотерапии. Субингибирующие и субтерапевтические концентрации антибиотиков могут способствовать развитию устойчивости, поддерживая генетические изменения.

Как в развитых, так и в развивающихся странах антибиотики широко используются в качестве добавок для роста сельскохозяйственных животных. Антибиотики, используемые в животноводстве, попадают в организм человека вместе с пищей. Передача резистентных бактерий человеку от сельскохозяйственных животных была впервые отмечена более 35 лет назад, когда высокие показатели устойчивости к антибиотикам были обнаружены в кишечной флоре как животных, так и фермеров. Совсем недавно методы молекулярного обнаружения показали, что резистентные бактерии у животных попадают к потребителям через мясные продукты. Использование антибиотиков в сельском хозяйстве также влияет на микробиом окружающей среды. До 90% антибиотиков, вводимых скоту, выводятся с мочой и калом, а затем широко распространяются через удобрения, грунтовые воды и поверхностные стоки.

Причины появления устойчивости к антибиотикам

Антибиотикорезистентность микроорганизмов возникает, когда бактерии эволюционируют, чтобы уклоняться от воздействия антибиотиков с помощью множества различных механизмов. Некоторые бактерии способны нейтрализовать антибиотик, изменяя его компонент, делая его неэффективным. Другие могут изменить свою внешнюю структуру и рецепторы так, чтобы антибиотики не могли к ним прикрепляться. Эти механизмы могут привести к тому, что некоторые бактерии выживут при использовании конкретного антибиотика и выработают устойчивость, которая может передаваться другим бактериям по мере их размножения. Бактерии также могут стать устойчивыми в результате мутации своего генетического материала.

Механизмы антибиотикорезистентности обычно подразделяют на следующие четыре группы:

  • Внутренняя резистентность. Бактерии могут пережить воздействие антибиотика благодаря внутренней резистентности, возникшей в ходе эволюции путем изменения их структуры или компонентов. Например, антибиотик, влияющий на механизм построения стенок бактерий, скажем, пенициллин, не может воздействовать на бактерии, не имеющие клеточной стенки.
  • Приобретенная устойчивость: бактерии могут приобрести способность противостоять действию определенного противомикробного агента, к которому они ранее были чувствительны. Бактерии могут приобрести устойчивость посредством новой генетической мутации, которая помогает микробу выжить, или путем получения ДНК от бактерии, которая уже устойчива. Примером является устойчивость микобактерий туберкулеза к рифамицину.
  • Генетические изменения: ДНК бактерий может измениться и изменить выработку белка, что приводит к появлению различных бактериальных компонентов и рецепторов, которые делают микробов нераспознаваемыми антибиотиком. Бактерии, живущие в окружающей среде, могут содержать внутренние генетические детерминанты устойчивости, которые изменят геномику бактерий. Примером может служить устойчивость Escherichia coli (E. coli) и Haemophilus influenza к триметоприму.
  • Перенос ДНК. Бактерии могут разделять генетические компоненты с другими микроорганизмами и переносить резистентную ДНК посредством горизонтального переноса генов. Обычно бактерии приобретают внешний генетический материал через три основных этапа:
    • Трансформация (путем включения ДНК)
    • Трансдукция (через процесс фагоцитоза)
    • Конъюгация (путем прямого контакта).

Примером является устойчивость Staphylococcus aureus к метициллину.

Некоторые микроорганизмы устойчивы к нескольким антибиотикам. Например, изолированные E. coli и Enterococcus, ингибируемые цефокситином, ципрофлоксацином или эритромицином, обычно устойчивы по крайней мере к одному лекарству, а иногда и к нескольким типам антибиотиков, включая макролиды, тетрациклины, бета-лактамы, хинолоны, сульфонамиды, тетрациклины и рифамицин.

Профилактика

Чем больше людей используют антибиотики, тем больше вероятность возникновения резистентности. Иногда люди используют антибиотики, когда они им на самом деле не нужны. Например, антибиотики не действуют против вирусов. Как и бактерии, вирусы — это крошечные организмы, которые могут проникнуть в организм и вызвать инфекцию. Простуда или грипп — это разновидность вируса. Прием антибиотиков в этих случаях не лечит заболевание, однако способствует повышению антибиотикорезистентности.

Нередки случаи, когда у пациентов после начала употребления антибиотика резко улучшается самочувствие, и пациенты бросают прием лекарства, не завершив назначенный курс. Это приводит к тому, что часть бактерий выживает и приобретает устойчивость к данному антимикробному препарату.

Как повлиять на антибиотикорезистентность и помочь предотвратить распространение бактериальных инфекций?

  • Всегда тщательно мыть руки водой с мылом.
  • Использовать салфетки и платки для прикрытия рта при кашле или чихании.
  • Носить маску в общественных местах.
  • Не делиться личными вещами, такими как бритвы или полотенца.
  • Не принимайте антибиотик от вируса.
  • Принимать антибиотики точно по назначению: не пропускать дозы и пройти полный курс лечения, даже если самочувствие быстро улучшается.
  • Не принимать антибиотик без назначения врача.

Прогноз лечения

Для определения того, какой микроб вызывает инфекцию и к каким антибиотикам он может быть устойчив (так называемые «культура и чувствительность»), используются анализы на антибиотикорезистентность или на чувствительность предполагаемого возбудителя к тем или иным противомикробным препаратам.

В лаборатории могут быть взяты образцы крови, мочи, кала, мокроты, тканей, спинномозговой жидкости или слизи из носа, горла или половых органов. Затем образцы можно окрасить и исследовать под микроскопом, культивировать (позволить вырасти) или протестировать на наличие антител, антигенов или генетического материала (например, ДНК или РНК) микроорганизма, чтобы определить возбудителя инфекции.

Врач решит, когда применять антибиотики и какие препараты следует применять. Если диагностирована бактериальная инфекция, устойчивая к определенному антибиотику, врач может назначить другое лекарство, более эффективное против этого микроорганизма.

1037 просмотров