Бактерии устойчивые к антибиотикам. Распространение резистентности: связь с уровнем потребления антибиотиков и влияние окружения

Бактерии устойчивые к антибиотикам. Распространение резистентности: связь с уровнем потребления антибиотиков и влияние окружения

Многие исследования говорят в пользу существования прямой зависимости между увеличением потребления антибиотиков и распространением устойчивости бактерий к их действию,. Помимо прямого влияния, когда из-за малых доз или недостаточно долгого применения лекарства бактерии быстро адаптируются к враждебной среде, существуют и косвенные «преимущества», которые дает устойчивым штаммам прием противомикробных препаратов: такие как устранение конкурентов в лице восприимчивых штаммов или подавление полезной микрофлоры, которая помогает организму справляться с инфекционной нагрузкой.

Иногда случается так, что потребление антибиотиков сокращается, а уровень устойчивости наоборот, только растет. Например, так произошло в Исландии 20 лет назад. В 2002 году было опубликовано исследование, согласно которому, несмотря на сокращение потребления противомикробных препаратов с 1,5 до 1,1 курса в год на одного ребенка (возрастом от одного года до шести лет), за пять лет распространенность устойчивых к пенициллину пневмококков выросла в двух наиболее удаленных от столицы регионах в четыре и в десять раз. Причем в десять раз она выросла там, где сокращение потребления антибиотиков было самым значительным по стране. Хотя в среднем за этот период уровень резистентности в Исландии действительно сократился: на 5%. Авторы исследования предположили, что из-за слабого коллективного иммунитета жители сельских регионов (рис. 3, 4) оказываются более уязвимыми к новым патогенам, которые сначала распространяются в крупных городах и только спустя время доходят до деревень. Можно было бы предположить, что свою роль сыграли и маленькие дозы лекарства или некорректная длительность терапии, однако, по данным исследования, все дети получали адекватное лечение.

Резистентность к антибиотикам s. Откуда берется резистентность бактерий к лекарствам?

Что интересно, устойчивость к антибиотикам — вовсе не внезапно появившееся свойство микробов. В прошлом году американские исследователи обнаружили пещеру, микроорганизмы из которой были изолированы от мира на протяжении 4 млн лет. Несмотря на это, бактерии Paenibacillus из этой пещеры уже обладали резистентностью к 18 современным антибиотикам и в том числе — к некоторым из числа препаратов «последней надежды».

Вообще, когда мы говорим об устойчивости бактерий к антибиотикам, следует выделить две основные их разновидности.

Существует так называемая истинная природная резистентность бактерий к тем или иным антибиотикам. Этим объясняется тот факт, что антибиотики делятся на классы не только по своему строению и механизму действия, но и в зависимости от того, против каких микробов они эффективны. И поэтому нельзя купить в аптеке «любой антибиотик» — он может оказаться бесполезным без точного знания диагноза. Причиной природной резистентности может быть тот факт, например, что для данного антибиотика у микроорганизма просто нет мишени, или мембрана у бактерии такая специфическая, что именно эта молекула лекарства через нее не проникает и т. п. Наличие природной устойчивости у различных бактерий микробиологами, фармацевтами и врачами известно и легко прогнозируется.

А страх и трепет на медицинскую и научную общественность наводит способность бактерий обзаводиться приобретенной устойчивостью к антибиотикам. То есть, врач назначает лекарство против конкретной бактерии, а при этом часть популяции даже при убийственных концентрациях препарата сохраняет жизнеспособность. И эти выжившие бактерии снова размножаются — и постепенно, под действием естественного отбора и горизонтального переноса генов, в популяции становится все больше и больше микробов, генетически устойчивых к данному препарату.

На видео – эксперимент, проведенный с кишечной палочкой E.coli. Огромная прямоугольная чашка Петри разделена на зоны с разной концентрацией антибиотика: 0, 1, 10, 100, 1000. За 1,5 недели бактерии нашли способ размножаться даже в среде с 1000-кратной концентрацией антибиотика.

Как же меняются бактерии в попытках избежать действия антибактериальных препаратов?

• Мишень, на которую нацелен антибиотик, может меняться — и таким образом, она перестает быть мишенью, а лекарство перестает работать.
• Бактерия разрабатывает методы инактивации антибиотика.
• Появляются механизмы по выведению антибиотика за пределы бактериальной клетки.
• Изменяется проницаемость клеточной мембраны так, чтобы лекарство не попало внутрь бактерии.
• Образуется так называемый «метаболический шунт», или обходной путь. Допустим, мишенью антибиотика является какой-то конкретный фермент, задействованный в важном для клетки процессе. Когда антибиотик связывается с этим ферментом, процесс нарушается и патогенная бактерия погибает. Но микроорганизмы научились находить другие варианты этого же процесса — без участия «слабого звена», того самого фермента, что подвержен действию антибиотика. То есть, бактерия создает «шунт» в обход блокированного процесса.

Хотя, как было сказано выше, резистентность бактерий к лекарствам существовала всегда, ученые выделяют несколько факторов, которые значительно ускорили процессы формирования резистентности к антибиотикам в наше время:

• Доступность антибиотиков, которая начиная с середины прошлого века, растет семимильными шагами. Возможность купить препарат без рецепта, особенно в странах с низким уровнем дохода, ведет к неправильному применению антибиотиков — и, как следствие, к развитию резистентности. Именно поэтому по всему миру постепенно вводится на запрет продаж антибиотиков без рецепта.
• Активное использование антибиотиков в сельском хозяйстве в виде кормовой добавки для ускорения роста животных.
• Попадание антибиотиков из фармацевтических производств в сточные воды из-за их некачественной очистки.
• Активное применение антибактериальных веществ в невысоких концентрациях в окружающей среде — косметика и средства для ухода за кожей с бактерицидным эффектом.

Устойчивость к антибиотикам, что делать. Антибиотикорезистентность

Спецпроект о борьбе человечества с патогенными бактериями, возникновении устойчивости к антибиотикам и новой эре в антимикробной терапии.

Спонсор спецпроекта — Superbug Solutions Ltd. — разработчик новых высокоэффективных бинарных антимикробных препаратов.

На сайте Forbes спецпроект представляет статья под названием « Борьба за выживание. Погибнет ли человечество из-за устойчивости к антибиотикам ».

* — To make antibiotics great again (букв. «Сделаем антибиотики снова великими») — перефразированный слоган предвыборной кампании Дональда Трампа, действующего президента США, который, кстати, не стремится поддерживать науку и здравоохранение.

Что делать, если инфекции, которые человечество уже умеет лечить, выходят из-под контроля и вновь становятся опасными? Есть ли жизнь в постантибиотической эре? Именно о том, что мы можем вступить в эту эпоху, объявила в апреле 2014 года ВОЗ. Особую тревогу вызывает то, что антибиотикорезистентность уже стала одной из основных проблем для врачей во всем мире (об ее истоках подробно рассказано в первой части спецпроекта — « Антибиотики и антибиотикорезистентность: от древности до наших дней »). Особенно это распространено в отделениях интенсивной терапии, где есть микроорганизмы с множественной лекарственной устойчивостью. Наиболее часто встречающиеся внутрибольничные патогены с резистентностью даже окрестили ESKAPE: Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acetinobacter baumanni, Pseudomonas aeruginosa и  Enterobacter spp . На английском языке тут получается каламбур: escape означает «побег», то есть это патогены, которые сбегают от антибиотиков. Трудности возникли в первую очередь именно с грамотрицательными бактериями, поскольку структура их оболочки затрудняет проникновение лекарств внутрь, а те молекулы, что уже смогли «прорваться», выкачиваются из бактерии обратно специальными молекулами-насосами.

Резистентность к антибиотикам причины. Как возникает и распространяется устойчивость к антибиотикам?

Почему же сложилась такая ситуация, что когда-то всемогущие АБ вдруг перестали эффективно действовать на бактерии? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться с основными способами возникновения устойчивости и путями ее распространения.

Устойчивость бактерий к АБ может быть врожденной и приобретенной. Врожденная устойчивость обусловлена особенностями строения структур клетки, на которые направлено действие антибиотика. Такая устойчивость может быть связана, например, с отсутствием у микроорганизмов мишени действия АБ или недоступностью мишени вследствие низкой проницаемости оболочки клетки. Приобретенная устойчивость возникает в результате контакта микроорганизма с антимикробным средством за счет возникновения мутаций либо благодаря горизонтальному переносу генов (ГПГ) устойчивости. В настоящее время именно горизонтальный перенос различных генов резистентности является главной причиной быстрого возникновения множественной лекарственной устойчивости у бактерий.

ГПГ — процесс, в котором организм передает генетический материал другому организму, не являющемуся его потомком. Такая переданная ДНК встраивается в геном и затем стабильно наследуется. Центральную роль в этом процессе играют различные мобильные генетические элементы — плазмиды, транспозоны, IS-элементы, интегроны. За последние годы сформировано четкое понимание того, что ГПГ является одним из ведущих механизмов эволюции бактерий.

Каковы причины появления устойчивости к антибиотикам у некоторых видов бактерий? Механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам

Устойчивость бактерий к антибиотикам может быть врожденной и приобретенной. Врожденная устойчивость характеризуется отсутствием у микроорганизмов мишени действия антибиотика или недоступностью мишени вследствие исходно низкой проницаемости клеточной стенки или ферментативной инактивации антимикробного агента. Такая устойчивость является видоспецифичной для бактерий. Приобретенная устойчивость возникает вследствие отбора микроорганизмов при действии антимикробного средства либо за счет возникновения мутаций хромосомной или плазмидной ДНК, либо путем горизонтального переноса генов устойчивости. Классификацию типов устойчивости можно проводить по группам антибиотиков . Но так как биохимические механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам из разных групп часто одинаковы, то удобной является классификация по механизмам устойчивости, при этом исследователи группируют их по-разному, выделяя от трех до пяти групп . Разделение на три основные группы представляется наи более логичным: 1) инактивация и модификация антибиотика; 2) модификация сайта-мишени, замена и защита мишени от действия антибиотика; 3) снижение концентрации антибиотика внутри клетки, в том числе и эффлюкс. Приобретенная устойчивость — штаммоспецифичный признак. Разные бактерии могут обладать разными механизмами устойчивости к одинаковым противомикробным агентам. Таким образом, устойчивость бактерий к антибиотикам может зависеть от бактерии, от агента и от механизма устойчивости . Некоторые механизмы бактериальной резистентности к антибиотикам показаны на рис. 2.

Восстанавливается ли чувствительность к антибиотикам. Основные бактериальные возбудители инфекций лор-органов

Среди многочисленных микроорганизмов, обитающих в рото- и носоглотке, наиболее частыми возбудителями инфекций у человека являются Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Haemophilus influenzae и Moraxella catarrhalis . Присутствие этих бактерий может обнаруживаться как при бессимптомном носительстве, так и при инфекциях ЛОР-органов: тонзиллофарингите ( S. pyogenes ), среднем отите и риносинусите ( S. pneumoniae, H. influenzae и M. catarrhalis ).

Данные микробиологических исследований при среднем отите и риносинусите показывают, что вероятность самопроизвольной эрадикации без антибактериальной терапии штаммов H. influenzae и M. catarrhalis составляет около 50–80%, в то время как пневмококка — всего 16–30% . Однако помимо прямой роли в патогенезе инфекций ЛОР-органов H. influenzae и M. сatarrhalis , вырабатывающие β-лактамазы, также способны защищать пиогенный стрептококк и пневмококк от воздействия пенициллинов путем инактивации антибиотиков . Эффективность антибиотиков при ЛОР-инфекциях также может снижаться при наличии бактериальных биопленок, которые часто формируются при полимикробных инфекциях . Кроме того, биопленки способствуют горизонтальной передаче генов резистентности между различными видами микроорганизмов, особенно при воздействии антибиотиков .

Появление и распространение резистентных штаммов в значительной степени затрудняет лечение инфекций — у пациентов с инфекциями, вызванными резистентными микроорганизмами, выше вероятность неэффективности антибактериальной терапии и удлинения сроков купирования симптомов заболевания .

«Устойчивость к противомикробным препаратам — это один из наиболее высоких рисков нашего времени, угрожающих свести на нет прогресс в медицине, достигнутый за столетие» Генеральный директор ВОЗ Тедрос Аданом Гебрейесус

Антибиотикорезистентность (АБР) может существенно различаться в разных странах и географических регионах, что во многом зависит от практики применения антибиотиков, вакцинации, климатических и миграционных факторов . В данном обзоре будут представлены данные по антибиотикорезистентности основных бактериальных возбудителей ЛОР-заболеваний в Российской Федерации.

Следует отметить, что определение чувствительности респираторных возбудителей (прежде всего S. pneumoniae и H. influenzae ) к антибиотикам имеет определенные методологические особенности и не всегда выполнимо в практических микробиологических лабораториях. Получение достоверных данных по АБР этих микроорганизмов в РФ возможно только в рамках многоцентровых исследований с централизованным определением чувствительности выделенных возбудителей референтным методом (методом микроразведений).

Резистентность к антибиотикам проходит. Резистентность бактерий к антибиотикам — бич современной урологии

13 февраля в Москве открылась VIII Всероссийская научно-практическая конференция «Рациональная фармакотерапия в урологии — 2014». Предлагаем вниманию читателей репортаж с 1-го дня конференции.

Марина КРАПИВИНА
Москва

Альтернативы для лечения и профилактики неосложненной ИМП

В первый день в рамках конференции состоялось выездное заседание правления Европейского общества инфекций в урологии (ESIU). На заседании речь шла о том, что последние достижения и накопленные знания привели к изменению тактики лечения многих урологических заболеваний. Особое внимание было уделено проблеме урологических инфекций, в первую очередь адекватной антимикробной терапии. В условиях роста антибактериальной устойчивости уропатогенов, отсутствия новых антимикробных препаратов проблема выбора оптимального лечения стоит очень остро. Именно об этом говорил в своем докладе член правления ESIU профессор Курт Набер (Германия). Профессором Набером было предложено несколько альтернатив для лечения и профилактики неосложненных инфекций мочевых путей (ИМП).

Рассмотрев эффективность различной антимикробной терапии, Курт Набер отметил:

— Как мы видим на примере многих исследований, существует корреляция между уровнем потребления антибиотиков и степенью резистентности возбудителей. Кроме того, мы знаем, что у нас не будет большого количества новых антибиотиков, поэтому нужно резервировать и сохранять то, что есть. И лучший способ сократить потребление — это найти такую стратегию, при которой мы можем избегать использования антибиотиков.

Так, например, антибиотики можно больше не использовать при бессимптомной бактериурии (ББУ) за исключением двух случаев: беременность и перед различными хирургическими и инвазивными процедурами. Как показали исследования, риск получения симптоматической инфекции одинаков как у пациентов, которые получали антибиотикотерапию при ББУ, так и у тех, которые ее не получали. В то же время одно итальянское исследование у женщин в пременопаузальном периоде с рецидивирующими ИМП показало, что группа, которая не была пролечена антибиотиками по поводу ББУ, имела достоверно меньше симптоматических эпизодов. Таким образом, ББУ, возможно, даже имеет защитный характер.

Профессор Набер также заявил, что антибиотики не всегда нужны при остром неосложненном цистите. Было проведено сравнение применения ибупрофена с ципрофлоксацином и получено сравнимое снижение симптомов. При этом уровень бактериурии при лечении ибупрофеном оставался на 10—15% выше. Но, как уже было сказано, ББУ не является абсолютным показанием для назначения антибактериального лечения.

— Есть и другие варианты лечения неосложненных ИМП, — сообщил профессор. — Например, использование в качестве альтернативы антибиотикам препарата растительного происхождения Канефрон® Н. Он имеет в своем составе три компонента: золототысячник, любисток и розмарин. Препарат обладает диуретическим, спазмолитическим, противовоспалительным, антимикробным и антиадгезивным действием. Было проведено большое количество исследований применения этого препарата, и их результаты опубликованы.

Далее профессор Набер подробно изложил результаты пилотного исследования, проведенного на Украине, где Канефрон® Н в режиме монотерапии использовался для лечения острых неосложненных циститов и обострений рецидивирующих инфекций нижних мочевых путей. Исследование проводилось в 9 центрах, всего в нем участвовали 125 женщин. Исследователи назначали пациентам препарат в течение семи дней. После окончания лечения фитопрепаратом проводилось наблюдение до 37-го дня. Если сиптоматика ухудшалась или оставалась неизменной, пациенты могли перейти на прием антибиотиков. Основной целью исследования была оценка безопасности лечения. Как показало исследование, никаких побочных явлений, связанных с приемом препарата, при использовании Канефрона® Н не отмечалось. Для оценки эффективности лечения измерялись в баллах следующие симптомы ИМП: дизурия, частота и императивность мочеиспусканий, недержание, никтурия, боли внизу живота. В первый день исследования суммарная оценка основных симптомов (дизурия, поллакиурия, императивные позывы) равнялась 7,3 балла, на 7-й день лечения она опустилась до 1,9 балла, а на 37-й день наблюдения составила 0,7 балла, по оценке исследователей. Антибиотики не понадобились 97,6% пациентов. Доля пациенток, ответивших на лечение (т.е. без выраженных симптомов ИМП на день 7-й), составила 71,2% — ни у одной из них не было зарегистрировано раннего возобновления симптомов ИМП.

Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам микробиология. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ

Основой терапевтического действия антибактериальных препаратов является подавление жизнедеятельности возбудителя инфекционной болезни в результате угнетения более или менее специфичного для микроорганизмов метаболического процесса. Угнетение происходит в результате связывания антибиотика с мишенью, в качестве которой может выступать либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма.

Резистентность микроорганизмов к антибиотикам может быть природной и приобретенной.

• Истинная природная устойчивость характеризуется отсутствием у микроорганизмов мишени действия антибиотика или недоступности мишени вследствие первично низкой проницаемости или ферментативной инактивации. При наличии у бактерий природной устойчивости антибиотики клинически неэффективны. Природная резистентность является постоянным видовым признаком микроорганизмов и легко прогнозируется.
• Под приобретенной устойчивостью понимают свойство отдельных штаммов бактерий сохранять жизнеспособность при тех концентрациях антибиотиков, которые подавляют основную часть микробной популяции. Возможны ситуации, когда большая часть микробной популяции проявляет приобретенную устойчивость. Появление у бактерий приобретенной резистентности не обязательно сопровождается снижением клинической эффективности антибиотика. Формирование резистентности во всех случаях обусловлено генетически: приобретением новой генетической информации или изменением уровня экспрессии собственных генов.

Известны следующие биохимические механизмы устойчивости бактерий к антибиотикам:

1. Модификация мишени действия.
2. Инактивация антибиотика.
3. Активное выведение антибиотика из микробной клетки (эффлюкс).
4. Нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки.
5. Формирование метаболического "шунта".