Недавние анализы и исследования дали надежду на защиту человечества от устойчивости к антибиотикам, которая быстро становится глобальной угрозой.
Открытие антибиотиков в середине 1900-х годов стало важной вехой в истории медицины, поскольку они стали чудодейственным средством от многих бактериальных инфекций и заболеваний, вызываемых бактериями . Когда-то антибиотики называли «чудодейственным лекарством», а теперь они незаменимы как в базовой медицине, так и в передовых медицинских технологиях, поскольку действительно изменили мир, защищая жизни и играя важную роль в лечении различных заболеваний и оказании помощи при сложных хирургических операциях.
Устойчивость к антибиотикам растет быстрыми темпами
Антибиотики — это лекарства, которые естественным образом вырабатываются микроорганизмами и подавляют или уничтожают рост бактерий . Это имеет критически важное значение, поскольку бактериальные инфекции преследуют человечество на протяжении всей истории. Однако «устойчивые» бактерии вырабатывают защитные механизмы, которые предотвращают их действие антибиотиков, хотя ранее они ими уничтожались. Эти устойчивые бактерии способны противостоять любым атакам антибиотиков, и, следовательно, если эти бактерии являются возбудителями заболеваний, стандартные методы лечения перестают действовать, вызывая продолжение инфекции, которая затем легко распространяется на других. Таким образом, «волшебные» антибиотики, к сожалению, начали давать сбой или становиться неэффективными, что представляет огромную угрозу для системы здравоохранения во всем мире. Количество устойчивых бактерий уже приводит к более чем 500 000 смертей ежегодно и снижает эффективность антибиотиков в профилактике и лечении, являясь «тихими убийцами», обитая в той или иной форме почти у 60% населения мира. Антибиотикорезистентность угрожает нашей способности лечить многие заболевания, такие как туберкулез, пневмония, а также осуществлять прогресс в хирургии, лечении рака и т.д. По оценкам, к 2050 году от инфекций, устойчивых к антибиотикам, умрут около 50 миллионов человек, и может наступить день, когда антибиотики больше не смогут использоваться для лечения критических инфекций так, как это делается сейчас. Проблема антибиотикорезистентности в настоящее время является важной темой здравоохранения, которую необходимо решать с чувством неотложности ради лучшего будущего, и медицинское и научное сообщество, а также правительства во всем мире предпринимают ряд шагов для достижения этой цели.
Обзор ВОЗ: «постантибиотическая эра»?
Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила устойчивость к антибиотикам приоритетной и серьезной проблемой здравоохранения в рамках своей Глобальной системы мониторинга устойчивости к противомикробным препаратам (GLASS), запущенной в октябре 2015 года. Эта система собирает, анализирует и обменивается данными об устойчивости к антибиотикам во всем мире. По состоянию на 2017 год в GLASS были зарегистрированы 52 страны (25 стран с высоким уровнем дохода, 20 стран со средним уровнем дохода и семь стран с низким уровнем дохода). Это первый отчет¹, содержащий информацию об уровнях устойчивости к антибиотикам, предоставленную 22 странами (полмиллиона участников, зарегистрированных в исследовании), демонстрирующий тревожный рост – в целом, от 62 до 82 процентов устойчивости. Эта инициатива ВОЗ направлена на повышение осведомленности и координацию действий между различными странами для решения этой серьезной проблемы на глобальном уровне.
Мы могли бы предотвратить устойчивость к антибиотикам и все еще можем
Как мы дошли до того этапа в развитии человечества, когда устойчивость к антибиотикам превратилась в глобальную угрозу? Ответ довольно прост: мы чрезмерно и неправильно используем антибиотики . Врачи назначали антибиотики практически всем пациентам на протяжении многих десятилетий. Кроме того, во многих странах, особенно в развивающихся странах Азии и Африки, антибиотики можно приобрести без рецепта в местной аптеке. По оценкам, в 50% случаев антибиотики назначаются при вирусных инфекциях, где они, по сути, бесполезны, поскольку вирус все равно проживет свой жизненный цикл (обычно от 3 до 10 дней) независимо от того, принимаются антибиотики или нет. На самом деле, это просто неверно и остается загадкой для многих: как именно антибиотики (которые воздействуют на бактерии ) могут влиять на вирусы? Антибиотики могут «возможно» облегчить некоторые симптомы, связанные с вирусной инфекцией. Но даже в этом случае это остается неэтичным с медицинской точки зрения. Правильный совет должен заключаться в том, что, поскольку для большинства вирусов нет лечения, инфекция должна просто пройти свой естественный цикл, а в будущем подобные инфекции следует предотвращать, соблюдая строгую гигиену и поддерживая чистоту окружающей среды. Кроме того, антибиотики регулярно используются для повышения урожайности в сельском хозяйстве по всему миру, а также в качестве добавок к корму для скота и сельскохозяйственных животных (кур, коров, свиней). При этом люди подвергаются огромному риску заражения устойчивыми к антибиотикам бактериями , которые содержатся в этих продуктах питания или животных, что приводит к быстрому распространению устойчивых штаммов бактерий через границы.
Ситуация осложняется тем, что за последние несколько десятилетий фармацевтические компании не разработали ни одного нового антибиотика – последним новым классом антибиотиков для грамотрицательных бактерий были хинолоны, разработанные четыре десятилетия назад. Таким образом, на данный момент мы не можем рассматривать предотвращение антибиотикорезистентности путем добавления новых и различных антибиотиков, поскольку это только еще больше усложнит процесс развития резистентности и ее распространения. Многие фармацевтические компании отмечают, что разработка любого нового препарата, во-первых, очень дорога, поскольку это длительный процесс, требующий огромных инвестиций, а потенциальная прибыль от антибиотиков, как правило, очень низка, и компании не могут выйти на безубыточность. Ситуация усугубляется тем, что устойчивый штамм к новому антибиотику может развиться где-нибудь в мире в течение двух лет после его выпуска, поскольку отсутствует правовая база для ограничения чрезмерного использования антибиотиков. Это не внушает оптимизма ни с коммерческой, ни с медицинской точки зрения, и поэтому разработка новых антибиотиков не является решением для предотвращения развития резистентности.
ВОЗ рекомендует второй план действий по предотвращению развития антибиотикорезистентности:
а) Медицинские работники должны проводить тщательную детальную оценку, прежде чем назначать антибиотики людям или животным. Кокрановский обзор различных методов³, направленных на снижение злоупотребления антибиотиками в любой клинической практике, пришел к выводу, что метод «3-дневного назначения» был достаточно успешным, при котором пациенту, страдающему от инфекции (не бактериальной ), сообщается, что его состояние улучшится через 3 дня, в противном случае антибиотики можно принимать, если симптомы ухудшатся – что обычно не происходит, поскольку к этому времени вирусная инфекция проходит. б) Население должно иметь возможность задавать вопросы при назначении антибиотиков и принимать их только тогда, когда оно уверено в их абсолютной необходимости. Они также должны полностью пройти назначенный курс лечения, чтобы предотвратить быстрое размножение устойчивых штаммов бактерий . в) Фермеры и животноводы должны придерживаться регулируемого, ограниченного использования антибиотиков и делать это только там , где это необходимо (например, для лечения инфекции). г) Правительства должны разработать и следовать национальным планам по ограничению использования антибиотиков¹ . Необходимо разработать индивидуальные рамочные программы для развитых стран и стран со средним и низким уровнем дохода, учитывающие их потребности.
Теперь, когда ущерб нанесен: борьба с устойчивостью к антибиотикам
Чтобы не погрузиться в новую «постантибиотическую » эру и не вернуться в допенициллиновую (первый открытый антибиотик) эпоху, в этой области проводится множество исследований, полных как неудач, так и редких успехов. Недавние многочисленные исследования показывают способы борьбы с антибиотикорезистентностью и, возможно, её преодоления. Первое исследование, опубликованное в Journal of Antimicrobial Chemotherapy 4, показывает, что когда бактерии становятся устойчивыми, одним из способов ограничения действия антибиотиков является выработка фермента (β-лактамазы), который разрушает любой антибиотик, пытающийся проникнуть в клетку (для лечения). Таким образом, способы ингибирования действия таких ферментов могут успешно обратить вспять антибиотикорезистентность. Во втором последующем исследовании той же группы из Бристольского университета (Великобритания), но в сотрудничестве с Оксфордским университетом, опубликованном в Molecular Microbiology 5 , был проанализирован эффект двух типов ингибиторов таких ферментов. Было установлено, что эти ингибиторы (из класса бициклических боратов) очень эффективны против определенного типа антибиотика (азтреонама), так что в присутствии этого ингибитора антибиотик способен уничтожать многие устойчивые бактерии . Два таких ингибитора, авибактам и ваборбактам, в настоящее время проходят клинические испытания и смогли спасти жизнь человека, страдающего от неизлечимой инфекции. Авторам удалось добиться успеха только с определенным типом антибиотика , тем не менее, их работа вселяет надежду на то, что удастся переломить ситуацию с антибиотикорезистентностью.
В другом исследовании, опубликованном в Scientific Reports 6 , исследователи из Монреальского университета разработали новый подход к блокированию передачи устойчивости между бактериями, что является одним из способов распространения антибиотикорезистентности в больницах и медицинских учреждениях. Гены, ответственные за устойчивость бактерий, закодированы на плазмидах (небольших фрагментах ДНК , способных к независимой репликации), и эти плазмиды передаются между бактериями, распространяя таким образом устойчивые бактерии повсюду. Исследователи провели компьютерный скрининг библиотеки небольших химических молекул, которые связывались бы с белком (TraE), необходимым для этой передачи плазмид. Место связывания ингибитора известно из трехмерной молекулярной структуры белка, и было обнаружено, что после связывания потенциальных ингибиторов с белком передача устойчивых к антибиотикам плазмид, несущих гены, значительно снижалась, что предполагает потенциальную стратегию ограничения и обращения вспять антибиотикорезистентности. Однако для такого рода исследований необходима трехмерная молекулярная структура белка, что несколько ограничивает возможности, поскольку структура многих белков еще не определена. Тем не менее, идея обнадеживает, и подобные ингибиторы, вероятно, могут сыграть важную роль в повседневной медицинской практике.
Антибиотикорезистентность угрожает и подрывает достижения и успехи, достигнутые за несколько десятилетий в области здравоохранения , и развитие и внедрение этих достижений окажут огромное прямое влияние на способность людей жить здоровой жизнью.
Источник (ы)
1. ВОЗ. Отчет Глобальной системы мониторинга устойчивости к противомикробным препаратам (GLASS). http://www.who.int/glass/resources/publications/early-implementation-report/en/ [Дата обращения: 29 января 2018 г.].
2. ВОЗ. Как остановить устойчивость к антибиотикам? Вот рекомендации ВОЗ. http://www.who.int/mediacentre/commentaries/stop-antibiotic-resistance/en/ . [Дата обращения: 10 февраля 2018].
3. Арнольд С.Р. и Страус С.Е. 2005. Мероприятия по улучшению практики назначения антибиотиков в амбулаторных условиях. Cochrane Database Syst Rev. 19(4). https://doi.org/10.1002/14651858.CD003539.pub2
4. Jiménez-Castellanos JC. et al. 2017. Изменения протеома оболочки, вызванные сверхпродукцией RamA у Klebsiella pneumoniae, усиливают приобретенную устойчивость к β-лактамам. Журнал антимикробной химиотерапии . 73(1) https://doi.org/10.1093/jac/dkx345
5. Кальвопинья К. и др. 2017. Структурные/механистические аспекты эффективности неклассических ингибиторов β-лактамазы против клинических изолятов Stenotrophomonas maltophilia с множественной лекарственной устойчивостью. Молекулярная микробиология. 106(3). https://doi.org/10.1111/mmi.13831
6. Касу Б. и др. 2017. Скрининг на основе фрагментов выявляет новые мишени для ингибиторов конъюгативной передачи устойчивости к противомикробным препаратам с помощью плазмиды pKM101. Scientific Reports . 7(1). https://doi.org/10.1038/s41598-017-14953-1
