Oporność mikroorganizmów na antybiotyki: metody oznaczania

Antybiotyki są jednym z największych osiągnięć medycyny, ratując życie dziesiątkom i setkom tysięcy ludzi każdego roku. Jednak, jak głosi przysłowie, nawet stara kobieta może popełnić błąd. To, co kiedyś zabijało patogenne mikroorganizmy, nie działa już tak dobrze, jak kiedyś. Więc jaki jest powód: czy leki przeciwdrobnoustrojowe stały się gorsze, czy też winna jest oporność na antybiotyki?

Oznaczanie oporności na antybiotyki

Leki przeciwdrobnoustrojowe (AMD), które są powszechnie nazywane antybiotykami, zostały pierwotnie stworzone do zwalczania infekcji bakteryjnych. A ponieważ różne choroby mogą być wywoływane nie przez jeden, ale przez kilka rodzajów bakterii, połączonych w grupy, początkowo opracowano leki skuteczne przeciwko określonej grupie czynników zakaźnych.

Ale bakterie, choć najprostsze, to aktywnie rozwijające się organizmy, nabywające z czasem coraz więcej nowych właściwości. Instynkt samozachowawczy i zdolność do adaptacji do różnych warunków życia sprawiają, że chorobotwórcze mikroorganizmy stają się silniejsze. W odpowiedzi na zagrożenie życia zaczynają rozwijać zdolność do stawiania mu oporu, wydzielając sekret, który osłabia lub całkowicie neutralizuje działanie substancji czynnej leków przeciwdrobnoustrojowych.

Okazuje się, że antybiotyki, które kiedyś były skuteczne, po prostu przestają spełniać swoją funkcję. W tym przypadku mówimy o rozwoju oporności na antybiotyki na lek. I problem nie leży tu wcale w skuteczności substancji czynnej AMP, ale w mechanizmach poprawy mikroorganizmów chorobotwórczych, w wyniku czego bakterie stają się niewrażliwe na antybiotyki przeznaczone do ich zwalczania.

Tak więc oporność na antybiotyki to nic innego jak zmniejszenie podatności bakterii na leki przeciwdrobnoustrojowe, które zostały stworzone, aby je zniszczyć. To jest powód, dla którego leczenie pozornie prawidłowo dobranymi lekami nie daje oczekiwanych rezultatów.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Problem oporności na antybiotyki

Brak efektów terapii antybiotykowej, związany z opornością na antybiotyki, powoduje, że choroba nadal postępuje i staje się cięższa, a jej leczenie staje się jeszcze trudniejsze. Szczególnie niebezpieczne są przypadki, gdy infekcja bakteryjna atakuje ważne organy: serce, płuca, mózg, nerki itp., ponieważ w tym przypadku opóźnienie jest jak śmierć.

Drugim niebezpieczeństwem jest to, że niektóre choroby mogą stać się przewlekłe, jeśli terapia antybiotykowa jest niewystarczająca. Człowiek staje się nosicielem zaawansowanych mikroorganizmów, które są oporne na antybiotyki z określonej grupy. Jest teraz źródłem zakażenia, z którym nie ma sensu walczyć starymi metodami.

Wszystko to popycha naukę farmaceutyczną do wynalezienia nowych, skuteczniejszych leków z innymi substancjami czynnymi. Ale proces ten znów zatacza koło wraz z rozwojem oporności na antybiotyki na nowe leki z kategorii środków przeciwdrobnoustrojowych.

Jeśli ktoś myśli, że problem oporności na antybiotyki pojawił się całkiem niedawno, to jest w błędzie. Ten problem jest stary jak świat. No, może nie aż tak stary, ale jednak ma już 70-75 lat. Według powszechnie akceptowanej teorii pojawił się wraz z wprowadzeniem pierwszych antybiotyków do praktyki medycznej gdzieś w latach 40. XX wieku.

Chociaż istnieje koncepcja wcześniejszego pojawienia się problemu oporności mikroorganizmów. Przed pojawieniem się antybiotyków problem ten nie był szczególnie poruszany. W końcu jest tak naturalne, że bakterie, podobnie jak inne żywe istoty, próbowały przystosować się do niekorzystnych warunków środowiskowych i robiły to na swój własny sposób.

Problem oporności bakterii chorobotwórczych przypomniał nam się, gdy pojawiły się pierwsze antybiotyki. Owszem, wówczas problem nie był aż tak pilny. W tym czasie aktywnie rozwijano różne grupy środków przeciwbakteryjnych, co w pewnym stopniu było spowodowane niekorzystną sytuacją polityczną na świecie, działaniami wojennymi, gdy żołnierze umierali z powodu ran i sepsy tylko dlatego, że nie można było im udzielić skutecznej pomocy z powodu braku niezbędnych leków. Leków tych po prostu jeszcze nie było.

Najwięcej opracowań przeprowadzono w latach 50-60 XX wieku, a w ciągu następnych 2 dekad przeprowadzono ich udoskonalenie. Postęp na tym się nie skończył, ale od lat 80. opracowań w odniesieniu do środków przeciwbakteryjnych jest zauważalnie mniej. Czy to z powodu wysokich kosztów tego przedsięwzięcia (opracowanie i wydanie nowego leku obecnie osiąga granicę 800 milionów dolarów), czy też banalnego braku nowych pomysłów dotyczących „bojowo nastawionych” substancji czynnych dla innowacyjnych leków, ale w związku z tym problem oporności na antybiotyki osiąga nowy przerażający poziom.

Opracowując obiecujące AMP i tworząc nowe grupy takich leków, naukowcy mieli nadzieję pokonać wiele typów infekcji bakteryjnych. Ale wszystko okazało się nie takie proste „dzięki” oporności na antybiotyki, która rozwija się dość szybko u niektórych szczepów bakterii. Entuzjazm stopniowo wysycha, ale problem pozostaje nierozwiązany przez długi czas.

Nadal niejasne jest, w jaki sposób mikroorganizmy mogą rozwinąć odporność na leki, które mają je zabić? Tutaj musimy zrozumieć, że „zabijanie” bakterii następuje tylko wtedy, gdy lek jest stosowany zgodnie z przeznaczeniem. Ale co tak naprawdę mamy?

Przyczyny oporności na antybiotyki

Tutaj dochodzimy do głównego pytania: kto jest winien, że bakterie, wystawione na działanie środków przeciwbakteryjnych, nie giną, ale odradzają się, nabywając nowe właściwości, dalekie od korzystnych dla ludzkości? Co powoduje takie zmiany zachodzące w mikroorganizmach, które są przyczyną wielu chorób, z którymi ludzkość walczy od dziesięcioleci?

Oczywistym jest, że prawdziwą przyczyną rozwoju oporności na antybiotyki jest zdolność organizmów żywych do przetrwania w różnych warunkach, adaptując się do nich na różne sposoby. Ale bakterie nie mają możliwości uniknięcia śmiertelnego pocisku w postaci antybiotyku, który w teorii powinien przynieść im śmierć. Jak więc to się dzieje, że nie tylko przeżywają, ale i rozwijają się równolegle z udoskonalaniem technologii farmaceutycznych?

Ważne jest, aby zrozumieć, że jeśli istnieje problem (w naszym przypadku rozwój oporności na antybiotyki u patogennych mikroorganizmów), to istnieją również czynniki prowokujące, które tworzą warunki do jego wystąpienia. To jest właśnie problem, który spróbujemy teraz rozwiązać.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Czynniki wpływające na rozwój oporności na antybiotyki

Kiedy człowiek zgłasza się do lekarza ze skargami na zdrowie, oczekuje wykwalifikowanej pomocy od specjalisty. Jeśli chodzi o infekcję dróg oddechowych lub inne infekcje bakteryjne, zadaniem lekarza jest przepisanie skutecznego antybiotyku, który nie pozwoli chorobie rozwinąć się, oraz ustalenie dawki niezbędnej w tym celu.

Lekarz ma duży wybór leków, ale jak można określić lek, który naprawdę pomoże poradzić sobie z infekcją? Z jednej strony, aby uzasadnić przepisanie leku przeciwdrobnoustrojowego, należy najpierw dowiedzieć się, jaki rodzaj patogenu, zgodnie z etiotropową koncepcją doboru leku, jest uważany za najbardziej poprawny. Ale z drugiej strony, może to potrwać do 3 lub więcej dni, podczas gdy najważniejszym warunkiem skutecznego leczenia jest terminowa terapia we wczesnych stadiach choroby.

Lekarz nie ma innego wyjścia, jak działać praktycznie losowo w pierwszych dniach po postawieniu diagnozy, aby w jakiś sposób spowolnić chorobę i zapobiec jej rozprzestrzenianiu się na inne narządy (podejście empiryczne). Przepisując leczenie ambulatoryjne, praktykujący lekarz zakłada, że czynnikiem sprawczym danej choroby mogą być określone rodzaje bakterii. To jest powód początkowego wyboru leku. Recepta może ulec zmianie w zależności od wyników analizy czynnika sprawczego.

I dobrze, jeśli recepta lekarza jest potwierdzona wynikami badań. W przeciwnym razie nie tylko czas zostanie stracony. Faktem jest, że dla skutecznego leczenia konieczny jest jeszcze jeden warunek - całkowita dezaktywacja (w terminologii medycznej istnieje pojęcie „napromieniowania”) drobnoustrojów chorobotwórczych. Jeśli to się nie stanie, to przetrwałe drobnoustroje po prostu „wyleczą się z choroby” i rozwiną swoistą odporność na substancję czynną leku przeciwdrobnoustrojowego, który wywołał ich „chorobę”. Jest to tak samo naturalne, jak wytwarzanie przeciwciał w organizmie człowieka.

Okazuje się, że jeśli antybiotyk zostanie dobrany nieprawidłowo lub dawkowanie i schemat podawania leku okażą się nieskuteczne, drobnoustroje chorobotwórcze mogą nie obumrzeć, ale mogą zmienić lub nabyć dotychczas nietypowe zdolności. Rozmnażając się, takie bakterie tworzą całe populacje szczepów opornych na antybiotyki określonej grupy, czyli bakterii antybiotykoopornych.

Kolejnym czynnikiem negatywnie wpływającym na podatność drobnoustrojów chorobotwórczych na działanie leków przeciwbakteryjnych jest stosowanie AMP w hodowli zwierząt i medycynie weterynaryjnej. Stosowanie antybiotyków w tych dziedzinach nie zawsze jest uzasadnione. Ponadto identyfikacja patogenu w większości przypadków nie jest przeprowadzana lub jest przeprowadzana późno, ponieważ antybiotyki stosuje się głównie w leczeniu zwierząt w dość poważnym stanie, gdy czas gra główną rolę i nie można czekać na wyniki badań. A na wsi weterynarz nie zawsze ma nawet taką możliwość, więc działa „w ciemno”.

Ale to nic, gdyby nie fakt, że istnieje jeszcze jeden wielki problem – ludzka mentalność, gdy każdy jest swoim własnym lekarzem. Co więcej, rozwój technologii informatycznych i możliwość zakupu większości antybiotyków bez recepty lekarskiej tylko pogarszają ten problem. A jeśli weźmiemy pod uwagę, że mamy więcej niewykwalifikowanych samouków niż tych, którzy ściśle przestrzegają zaleceń i zaleceń lekarskich, problem staje się globalny.

W naszym kraju sytuację pogarsza fakt, że większość ludzi pozostaje niewypłacalna finansowo. Nie mają możliwości zakupu skutecznych, ale drogich leków nowej generacji. W takim przypadku zastępują receptę lekarza tańszymi, starymi analogami lub lekami polecanymi przez najlepszego przyjaciela lub wszechwiedzącego przyjaciela.

„Pomogło mi, pomoże i tobie!” – czy można się z tym nie zgodzić, skoro słowa te pochodzą z ust mądrego sąsiada, który ma bogate doświadczenie życiowe i przeszedł wojnę? A mało kto myśli, że dzięki oczytanym i ufnym ludziom takim jak my, drobnoustroje chorobotwórcze już dawno przystosowały się do przetrwania pod wpływem zalecanych w przeszłości leków. A to, co pomagało dziadkowi 50 lat temu, może okazać się nieskuteczne w naszych czasach.

A co można powiedzieć o reklamie i niewytłumaczalnej chęci niektórych ludzi, by wypróbować innowacje na sobie, gdy tylko pojawi się choroba z odpowiednimi objawami. I po co ci wszyscy lekarze, skoro są takie cudowne leki, o których dowiadujemy się z gazet, ekranów telewizyjnych i stron internetowych. Tylko tekst o samoleczeniu stał się dla wszystkich tak nudny, że teraz mało kto zwraca na niego uwagę. I bardzo na próżno!

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Mechanizmy oporności na antybiotyki

Oporność na antybiotyki stała się ostatnio problemem numer jeden w przemyśle farmaceutycznym, który opracowuje leki przeciwdrobnoustrojowe. Faktem jest, że jest ona charakterystyczna dla niemal wszystkich znanych typów bakterii, dlatego terapia antybiotykowa staje się coraz mniej skuteczna. Takie powszechne patogeny jak gronkowce, E. coli, Pseudomonas aeruginosa i Proteus mają szczepy oporne, które są bardziej powszechne niż ich przodkowie, którzy są podatni na antybiotyki.

Oporność na różne grupy antybiotyków, a nawet na poszczególne leki, rozwija się w różny sposób. Dobre stare penicyliny i tetracykliny, a także nowsze opracowania w postaci cefalosporyn i aminoglikozydów, charakteryzują się powolnym rozwojem oporności na antybiotyki, a ich działanie terapeutyczne maleje równolegle z tym. Tego samego nie można powiedzieć o takich lekach, których substancją czynną jest streptomycyna, erytromycyna, rimfampicyna i linkomycyna. Oporność na te leki rozwija się szybko, przez co receptę trzeba zmieniać nawet w trakcie leczenia, nie czekając na jego zakończenie. To samo dotyczy oleandomycyny i fusydyny.

Wszystko to daje podstawy do przypuszczenia, że mechanizmy rozwoju oporności na antybiotyki na różne leki różnią się znacząco. Spróbujmy ustalić, jakie właściwości bakterii (naturalne lub nabyte) nie pozwalają antybiotykom na wytwarzanie napromieniowania, jak pierwotnie zamierzano.

Najpierw zdefiniujmy, że oporność bakterii może być naturalna (funkcje ochronne nadane jej początkowo) i nabyta, o czym mówiliśmy powyżej. Do tej pory mówiliśmy głównie o prawdziwej oporności na antybiotyki związanej z cechami mikroorganizmu, a nie z niewłaściwym wyborem lub przepisaniem leku (w tym przypadku mówimy o fałszywej oporności na antybiotyki).

Każda istota żywa, w tym pierwotniaki, ma swoją unikalną strukturę i pewne właściwości, które pozwalają jej przetrwać. Wszystko to jest uwarunkowane genetycznie i przekazywane z pokolenia na pokolenie. Naturalna odporność na konkretne substancje czynne antybiotyków jest również uwarunkowana genetycznie. Ponadto w różnych typach bakterii oporność jest skierowana na określony rodzaj leku, dlatego powstają różne grupy antybiotyków, które oddziałują na określony rodzaj bakterii.

Czynniki, które determinują naturalną oporność, mogą być różne. Na przykład struktura otoczki białkowej mikroorganizmu może być taka, że antybiotyk nie jest w stanie sobie z nią poradzić. Ale antybiotyki mogą oddziaływać tylko na cząsteczkę białka, niszcząc ją i powodując śmierć mikroorganizmu. Opracowanie skutecznych antybiotyków wiąże się z uwzględnieniem struktury białek bakterii, przeciwko którym skierowany jest lek.

Na przykład oporność gronkowców na antybiotyki aminoglikozydowe wynika z faktu, że aminoglikozydy nie są w stanie przeniknąć przez błonę komórkową bakterii.

Cała powierzchnia mikroba jest pokryta receptorami, z którymi wiążą się niektóre typy AMP. Niewielka liczba odpowiednich receptorów lub ich całkowity brak powoduje, że wiązanie nie występuje, a zatem nie występuje efekt antybakteryjny.

Wśród innych receptorów są takie, które służą jako swego rodzaju latarnia dla antybiotyku, sygnalizując lokalizację bakterii. Brak takich receptorów pozwala mikroorganizmowi ukryć się przed niebezpieczeństwem w postaci AMP, co jest rodzajem kamuflażu.

Niektóre mikroorganizmy mają naturalną zdolność aktywnego usuwania AMP z komórki. Zdolność ta nazywana jest efflux i charakteryzuje oporność Pseudomonas aeruginosa na karbapenemy.

Biochemiczny mechanizm oporności na antybiotyki

Oprócz wyżej wymienionych naturalnych mechanizmów rozwoju oporności na antybiotyki istnieje jeszcze jeden, związany nie ze strukturą komórki bakteryjnej, a z jej funkcjonalnością.

Faktem jest, że bakterie w organizmie mogą wytwarzać enzymy, które mogą mieć negatywny wpływ na cząsteczki substancji czynnej AMP i zmniejszać jego skuteczność. Bakterie również cierpią w interakcji z takim antybiotykiem, ich działanie jest zauważalnie osłabione, co stwarza pozory wyzdrowienia z infekcji. Jednak pacjent pozostaje nosicielem infekcji bakteryjnej przez jakiś czas po tzw. „wyzdrowieniu”.

W tym przypadku mamy do czynienia z modyfikacją antybiotyku, w wyniku której staje się on nieaktywny wobec tego typu bakterii. Enzymy produkowane przez różne typy bakterii mogą się różnić. Gronkowce charakteryzują się syntezą beta-laktamazy, która wywołuje pęknięcie pierścienia laktemowego antybiotyków penicylinowych. Produkcja acetylotransferazy może wyjaśniać oporność bakterii Gram-ujemnych na chloramfenikol itp.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Nabyta oporność na antybiotyki

Bakterie, podobnie jak inne organizmy, nie są odporne na ewolucję. W odpowiedzi na „militarne” działania przeciwko nim, mikroorganizmy mogą zmienić swoją strukturę lub zacząć syntetyzować taką ilość substancji enzymatycznej, która jest w stanie nie tylko zmniejszyć skuteczność leku, ale także całkowicie go zniszczyć. Na przykład aktywna produkcja alaninowej transferazy sprawia, że „Cycloseryna” jest nieskuteczna przeciwko bakteriom, które produkują ją w dużych ilościach.

Oporność na antybiotyki może również rozwinąć się w wyniku modyfikacji struktury komórkowej białka, które jest jednocześnie jego receptorem, z którym AMP powinien się wiązać. Oznacza to, że ten typ białka może być nieobecny w chromosomie bakteryjnym lub zmieniać swoje właściwości, w wyniku czego połączenie między bakterią a antybiotykiem staje się niemożliwe. Na przykład utrata lub modyfikacja białka wiążącego penicylinę powoduje niewrażliwość na penicyliny i cefalosporyny.

W wyniku rozwoju i aktywacji funkcji ochronnych u bakterii wcześniej wystawionych na destrukcyjne działanie określonego typu antybiotyku zmienia się przepuszczalność błony komórkowej. Można to osiągnąć poprzez zmniejszenie kanałów, przez które substancje czynne AMP mogą przenikać do komórki. To właśnie ta właściwość powoduje niewrażliwość paciorkowców na antybiotyki beta-laktamowe.

Antybiotyki są w stanie wpływać na metabolizm komórkowy bakterii. W odpowiedzi na to niektóre mikroorganizmy nauczyły się obejść bez reakcji chemicznych, na które wpływają antybiotyki, co jest również odrębnym mechanizmem rozwoju oporności na antybiotyki, który wymaga stałego monitorowania.

Czasami bakterie uciekają się do pewnego triku. Przyczepiając się do gęstej substancji, łączą się w społeczności zwane biofilmami. W obrębie społeczności są mniej wrażliwe na antybiotyki i mogą łatwo tolerować dawki śmiertelne dla pojedynczej bakterii żyjącej poza „zbiorowością”.

Inną opcją jest zjednoczenie mikroorganizmów w grupy na powierzchni półpłynnego medium. Nawet po podziale komórkowym część „rodziny” bakterii pozostaje wewnątrz „grupy”, na którą nie działają antybiotyki.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

Geny oporności na antybiotyki

Istnieją koncepcje genetycznej i niegenetycznej oporności na leki. Z tą drugą mamy do czynienia, gdy rozważamy bakterie o nieaktywnym metabolizmie, które nie są podatne na rozmnażanie w normalnych warunkach. Takie bakterie mogą rozwinąć oporność na antybiotyki na niektóre rodzaje leków, jednak ta zdolność nie jest przekazywana ich potomstwu, ponieważ nie jest uwarunkowana genetycznie.

Jest to typowe dla patogennych mikroorganizmów wywołujących gruźlicę. Człowiek może zostać zarażony i nie podejrzewać choroby przez wiele lat, aż do momentu, gdy jego odporność z jakiegoś powodu zawiedzie. To jest bodziec do rozmnażania się mykobakterii i postępu choroby. Ale te same leki są stosowane w leczeniu gruźlicy, ponieważ potomstwo bakterii nadal pozostaje na nie wrażliwe.

To samo dotyczy utraty białka w ścianie komórkowej mikroorganizmów. Przypomnijmy sobie jeszcze raz o bakteriach wrażliwych na penicylinę. Penicyliny hamują syntezę białka wykorzystywanego do budowy błony komórkowej. Pod wpływem AMP typu penicyliny mikroorganizmy mogą utracić ścianę komórkową, której materiałem budulcowym jest białko wiążące penicylinę. Takie bakterie stają się oporne na penicyliny i cefalosporyny, które teraz nie mają się z czym wiązać. Jest to zjawisko przejściowe, niezwiązane z mutacją genu i przekazywaniem zmodyfikowanego genu przez dziedziczenie. Wraz z pojawieniem się ściany komórkowej charakterystycznej dla poprzednich populacji, oporność na antybiotyki u takich bakterii zanika.

Mówi się, że genetyczna oporność na antybiotyki występuje, gdy zmiany w komórkach i metabolizmie w nich zachodzą na poziomie genów. Mutacje genów mogą powodować zmiany w strukturze błony komórkowej, prowokować produkcję enzymów, które chronią bakterie przed antybiotykami, a także zmieniać liczbę i właściwości receptorów komórek bakteryjnych.

Istnieją 2 sposoby rozwoju zdarzeń: chromosomalny i pozachromosomalny. Jeśli mutacja genu występuje w części chromosomu odpowiedzialnej za wrażliwość na antybiotyki, nazywa się to chromosomalną opornością na antybiotyki. Taka mutacja sama w sobie występuje niezwykle rzadko, zwykle jest spowodowana działaniem leków, ale znowu nie zawsze. Bardzo trudno jest kontrolować ten proces.

Mutacje chromosomowe mogą być przekazywane z pokolenia na pokolenie, powodując stopniowe powstawanie określonych szczepów (odmian) bakterii opornych na konkretny antybiotyk.

Oporność na antybiotyki pozachromosomowe jest spowodowana elementami genetycznymi, które istnieją poza chromosomami i są nazywane plazmidami. Elementy te zawierają geny odpowiedzialne za produkcję enzymów i przepuszczalność ściany bakteryjnej.

Oporność na antybiotyki jest najczęściej wynikiem poziomego transferu genów, gdy jedna bakteria przekazuje niektóre geny innym, które nie są jej potomkami. Ale czasami można zaobserwować niezwiązane z tym mutacje punktowe w genomie patogenu (rozmiar 1 na 108 na proces kopiowania DNA komórki macierzystej, co obserwuje się podczas replikacji chromosomu).

Tak więc jesienią 2015 roku naukowcy z Chin opisali gen MCR-1, który znajduje się w jelitach wieprzowych i wieprzowych. Osobliwością tego genu jest możliwość jego przeniesienia na inne organizmy. Po pewnym czasie ten sam gen odnaleziono nie tylko w Chinach, ale także w innych krajach (USA, Anglia, Malezja, kraje europejskie).

Geny oporności na antybiotyki mogą stymulować produkcję enzymów, które wcześniej nie były wytwarzane w organizmie bakterii. Na przykład enzym NDM-1 (metalo-beta-laktamaza 1), odkryty w bakteriach Klebsiella pneumoniae w 2008 r. Po raz pierwszy został odkryty w bakteriach z Indii. Jednak w kolejnych latach enzym, który zapewnia oporność na antybiotyki na większość AMP, został również znaleziony w mikroorganizmach w innych krajach (Wielka Brytania, Pakistan, USA, Japonia, Kanada).

Mikroorganizmy chorobotwórcze mogą wykazywać oporność zarówno na niektóre leki lub grupy antybiotyków, jak i na różne grupy leków. Istnieje coś takiego jak oporność krzyżowa na antybiotyki, gdy mikroorganizmy stają się niewrażliwe na leki o podobnej strukturze chemicznej lub mechanizmie działania na bakterie.

Oporność gronkowców na antybiotyki

Zakażenie gronkowcowe jest uważane za jedno z najczęstszych zakażeń pozaszpitalnych. Jednak nawet w warunkach szpitalnych na powierzchniach różnych przedmiotów można znaleźć około 45 różnych szczepów gronkowca. Oznacza to, że walka z tym zakażeniem jest niemal podstawowym zadaniem pracowników służby zdrowia.

Trudność tego zadania polega na tym, że większość szczepów najbardziej patogennych gronkowców Staphylococcus epidermidis i Staphylococcus aureus jest oporna na wiele rodzajów antybiotyków. A liczba takich szczepów rośnie z roku na rok.

Zdolność gronkowców do przechodzenia wielu mutacji genetycznych w zależności od ich siedliska sprawia, że są praktycznie niezniszczalne. Mutacje są przekazywane ich potomkom, a całe pokolenia opornych na środki przeciwdrobnoustrojowe czynników zakaźnych z rodzaju gronkowców pojawiają się w krótkich okresach czasu.

Największym problemem są szczepy oporne na metycylinę, które są oporne nie tylko na beta-laktamy (antybiotyki β-laktamowe: niektóre podgrupy penicylin, cefalosporyny, karbapenemy i monobaktamy), ale także na inne rodzaje AMP: tetracykliny, makrolidy, linkozamidy, aminoglikozydy, fluorochinolony, chloramfenikol.

Przez długi czas infekcję można było zniszczyć tylko za pomocą glikopeptydów. Obecnie problem oporności na antybiotyki takich szczepów gronkowca rozwiązuje nowy typ AMP - oksazolidynony, których wybitnym przedstawicielem jest linezolid.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]

Metody określania oporności na antybiotyki

Tworząc nowe leki przeciwbakteryjne, bardzo ważne jest jasne zdefiniowanie ich właściwości: jak działają i przeciwko którym bakteriom są skuteczne. Można to ustalić jedynie poprzez badania laboratoryjne.

Badanie oporności na antybiotyki można wykonać różnymi metodami, a najpopularniejsze z nich to:

• Metoda krążkowa, czyli dyfuzja AMP do agaru według Kirby-Bayera
• Metoda rozcieńczeń seryjnych
• Identyfikacja genetyczna mutacji powodujących oporność na leki.

Pierwsza metoda jest obecnie uważana za najpowszechniejszą ze względu na niski koszt i łatwość wdrożenia. Istotą metody dyskowej jest to, że szczepy bakteryjne wyizolowane w wyniku badań umieszcza się w pożywce o odpowiedniej gęstości i przykrywa krążkami papierowymi nasączonymi roztworem AMP. Stężenie antybiotyku na krążkach jest różne, więc gdy lek dyfunduje do środowiska bakteryjnego, można zaobserwować gradient stężeń. Wielkość strefy bez wzrostu mikroorganizmów można wykorzystać do oceny aktywności leku i obliczenia skutecznej dawki.

Odmianą metody dyskowej jest E-test. W tym przypadku zamiast dysków stosuje się płytki polimerowe, na które nanosi się określone stężenie antybiotyku.

Do wad tych metod zalicza się niedokładność obliczeń związaną z zależnością gradientu stężeń od różnych warunków (gęstości ośrodka, temperatury, kwasowości, zawartości wapnia i magnezu itp.).

Metoda rozcieńczeń seryjnych opiera się na tworzeniu kilku wariantów płynnego lub stałego medium zawierającego różne stężenia badanego leku. Każdy wariant jest zasiedlany określoną ilością badanego materiału bakteryjnego. Pod koniec okresu inkubacji ocenia się wzrost bakterii lub ich brak. Metoda ta pozwala określić minimalną skuteczną dawkę leku.

Metodę można uprościć, biorąc jako próbkę tylko 2 media, których stężenie będzie jak najbardziej zbliżone do minimalnego niezbędnego do inaktywacji bakterii.

Metoda rozcieńczeń seryjnych słusznie jest uważana za złoty standard w określaniu oporności na antybiotyki. Jednak ze względu na wysoki koszt i pracochłonność nie zawsze nadaje się do stosowania w krajowej farmakologii.

Metoda identyfikacji mutacji dostarcza informacji o obecności w konkretnym szczepie bakterii zmodyfikowanych genów, które przyczyniają się do rozwoju oporności na antybiotyki na konkretne leki, a w związku z tym pozwala systematyzować pojawiające się sytuacje, biorąc pod uwagę podobieństwo objawów fenotypowych.

Metoda ta charakteryzuje się wysokimi kosztami systemów testowych do jej wdrożenia, jednak jej wartość w przewidywaniu mutacji genetycznych u bakterii jest niezaprzeczalna.

Bez względu na to, jak skuteczne są powyższe metody badania oporności na antybiotyki, nie mogą one w pełni odzwierciedlać obrazu, który rozwinie się w żywym organizmie. A jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że ciało każdej osoby jest indywidualne, a procesy dystrybucji i metabolizmu leków mogą w nim przebiegać inaczej, obraz eksperymentalny może być bardzo daleki od rzeczywistego.

Sposoby pokonywania oporności na antybiotyki

Niezależnie od tego, jak dobry jest lek, biorąc pod uwagę nasze obecne podejście do leczenia, nie możemy wykluczyć, że w pewnym momencie wrażliwość drobnoustrojów chorobotwórczych na niego może się zmienić. Tworzenie nowych leków z tymi samymi składnikami aktywnymi również nie rozwiązuje problemu oporności na antybiotyki. A wrażliwość drobnoustrojów na nowe generacje leków stopniowo słabnie wraz z częstymi nieuzasadnionymi lub nieprawidłowymi receptami.

Przełomem w tym zakresie jest wynalezienie leków złożonych, które nazywane są chronionymi. Ich stosowanie jest uzasadnione w odniesieniu do bakterii, które produkują enzymy niszczące konwencjonalne antybiotyki. Ochronę popularnych antybiotyków uzyskuje się poprzez włączenie do składu nowego leku specjalnych środków (na przykład inhibitorów enzymów niebezpiecznych dla pewnego typu AMP), które zatrzymują produkcję tych enzymów przez bakterie i zapobiegają usunięciu leku z komórki za pomocą pompy membranowej.

Kwas klawulanowy lub sulbaktam są powszechnie stosowane jako inhibitory beta-laktamazy. Są dodawane do antybiotyków beta-laktamowych, zwiększając w ten sposób skuteczność tych ostatnich.

Obecnie opracowywane są leki, które mogą oddziaływać nie tylko na pojedyncze bakterie, ale także na te, które połączyły się w grupy. Walka z bakteriami w biofilmie może być prowadzona dopiero po jego zniszczeniu i uwolnieniu organizmów wcześniej połączonych ze sobą za pomocą sygnałów chemicznych. Pod kątem możliwości zniszczenia biofilmu naukowcy rozważają taki rodzaj leków, jak bakteriofagi.

Walkę z innymi „grupami” bakterii prowadzi się poprzez przeniesienie ich do środowiska ciekłego, w którym mikroorganizmy zaczynają egzystować oddzielnie, a teraz można je zwalczać za pomocą konwencjonalnych leków.

W obliczu zjawiska oporności podczas leczenia lekiem lekarze rozwiązują problem, przepisując różne leki, które są skuteczne przeciwko wyizolowanym bakteriom, ale o różnych mechanizmach działania na mikroflorę patogenną. Na przykład stosują jednocześnie leki o działaniu bakteriobójczym i bakteriostatycznym lub zastępują jeden lek innym z innej grupy.

Zapobieganie oporności na antybiotyki

Za główny cel terapii antybiotykowej uważa się całkowite zniszczenie populacji bakterii chorobotwórczych w organizmie. Zadanie to można rozwiązać jedynie poprzez przepisanie skutecznych leków przeciwdrobnoustrojowych.

Skuteczność leku jest określana przez jego spektrum działania (czy zidentyfikowany patogen jest w tym spektrum), zdolność do przezwyciężania mechanizmów oporności na antybiotyki i optymalnie dobrany schemat dawkowania, który zabija patogenną mikroflorę. Ponadto, przepisując lek, należy wziąć pod uwagę prawdopodobieństwo wystąpienia działań niepożądanych i dostępność leczenia dla każdego pacjenta.

Nie jest możliwe uwzględnienie wszystkich tych aspektów w empirycznym podejściu do leczenia zakażeń bakteryjnych. Wymagany jest wysoki profesjonalizm lekarza i stałe monitorowanie informacji o zakażeniach i skutecznych lekach do ich zwalczania, aby recepta nie była nieuzasadniona i nie prowadziła do rozwoju antybiotykooporności.

Powstanie ośrodków medycznych wyposażonych w sprzęt najnowszej generacji daje możliwość stosowania leczenia etiotropowego, które polega na szybkim wykryciu patogenu i przepisaniu skutecznego leku.

Zapobieganie oporności na antybiotyki można również uznać za kontrolę nad przepisywaniem leków. Przykładowo, w przypadku ARVI przepisywanie antybiotyków nie jest w żaden sposób uzasadnione, ale przyczynia się do rozwoju oporności na antybiotyki mikroorganizmów, które na razie znajdują się w stanie „uśpienia”. Faktem jest, że antybiotyki mogą wywołać osłabienie układu odpornościowego, co z kolei spowoduje proliferację infekcji bakteryjnej ukrytej wewnątrz organizmu lub wnikającej do niego z zewnątrz.

Bardzo ważne jest, aby przepisane leki odpowiadały celowi, który ma zostać osiągnięty. Nawet lek przepisany w celach profilaktycznych musi mieć wszystkie właściwości niezbędne do zniszczenia patogennej mikroflory. Wybór leku na chybił trafił może nie tylko nie dać oczekiwanego efektu, ale także pogorszyć sytuację poprzez rozwinięcie oporności na lek u określonego rodzaju bakterii.

Szczególną uwagę należy zwrócić na dawkowanie. Małe dawki, które nie są skuteczne w walce z infekcją, ponownie prowadzą do rozwoju oporności na antybiotyki u drobnoustrojów chorobotwórczych. Nie należy jednak przesadzać, ponieważ terapia antybiotykowa z dużym prawdopodobieństwem wywoła skutki toksyczne i reakcje anafilaktyczne, które są niebezpieczne dla życia pacjenta. Zwłaszcza jeśli leczenie jest prowadzone ambulatoryjnie, bez nadzoru personelu medycznego.

Media powinny uświadamiać ludziom niebezpieczeństwa związane z samoleczeniem antybiotykami, a także niedokończonym leczeniem, kiedy bakterie nie giną, ale stają się mniej aktywne wraz z rozwiniętym mechanizmem oporności na antybiotyki. Tanie, nielicencjonowane leki, które nielegalne firmy farmaceutyczne pozycjonują jako budżetowe analogi istniejących leków, mają ten sam efekt.

Za wysoce skuteczny środek zapobiegania oporności na antybiotyki uważa się stały monitoring istniejących czynników zakaźnych i rozwój u nich oporności na antybiotyki nie tylko na poziomie powiatu czy regionu, ale także w skali krajowej (a nawet globalnej). Niestety, możemy o tym tylko pomarzyć.

Na Ukrainie nie ma systemu kontroli zakażeń jako takiego. Przyjęto jedynie pojedyncze przepisy, z których jeden (jeszcze w 2007 r.!), dotyczący szpitali położniczych, przewiduje wprowadzenie różnych metod monitorowania zakażeń szpitalnych. Ale wszystko znów sprowadza się do kwestii finansowych, a takich badań na ogół nie przeprowadza się lokalnie, nie wspominając o lekarzach z innych dziedzin medycyny.

W Federacji Rosyjskiej problem oporności na antybiotyki traktowano z większą odpowiedzialnością, czego dowodem jest projekt „Mapa oporności na antybiotyki Rosji”. Takie duże organizacje jak Instytut Badawczy Chemioterapii Przeciwdrobnoustrojowej, Międzyregionalne Stowarzyszenie Mikrobiologii i Chemioterapii Przeciwdrobnoustrojowej, a także Naukowo-Metodyczne Centrum Monitorowania Oporności na Antybiotyki, utworzone z inicjatywy Federalnej Agencji Zdrowia i Rozwoju Społecznego, zajmowały się badaniami w tej dziedzinie, gromadząc informacje i systematyzując je w celu wypełnienia mapy oporności na antybiotyki.

Informacje udostępniane w ramach projektu są stale aktualizowane i dostępne dla wszystkich użytkowników, którzy potrzebują informacji na temat zagadnień oporności na antybiotyki oraz skutecznego leczenia chorób zakaźnych.

Zrozumienie, jak istotna jest kwestia zmniejszenia wrażliwości mikroorganizmów chorobotwórczych i znalezienie rozwiązania tego problemu, przychodzi dziś stopniowo. Ale to już pierwszy krok w kierunku skutecznego zwalczania problemu zwanego „opornością na antybiotyki”. I ten krok jest niezwykle ważny.