Antibiotiko apokalipsė

Antibiotiko apokalipsė

Aleksandras Чубенко
"Populiari mechanika" № 3, 2015

Su antibiotikų atsiradimu žmonijai atrodė, kad daugelis ligų visam laikui pasitraukė. Bet deja, netrukus pasirodė, kad bakterijos greitai atsparios šiems vaistams. Mokslininkai sukūrė visus naujus antibiotikus, tačiau anksčiau ar vėliau jie pritaikė ir mikroorganizmus. Kas laimės šią nenuilstančią ginklavimosi varžybas – žmones ar mikrobus?

2012 m. Konferencijoje "Atsparumas antimikrobinėms medžiagoms spręsti – laikas veikti" buvo paskelbta PSO generalinio direktoriaus Margaret Chano ataskaita "Atsparumas antimikrobinėms medžiagoms Europos Sąjungoje ir pasaulyje" padarė bombą. Nors tai buvo gana panašus į ilgai praeinančio absceso autopsiją: faktas, kad mikrobai greitai atsparūs antibiotikams, Aleksandras Flemingas pastebėjo prieš pradedant II pasaulinio karo pramoninę penicilino gamybą.

Praėjus keliems dešimtmečiams po penicilino atsiradimo, farmakologai ir toliau kuria naujus antibiotikus, gydytojai juos sėkmingai pritaikė, o iki septintojo dešimtmečio pabaigos atrodė, kad infekcinės ligos netrukus pasibaigs … tačiau pabaigos buvo optimistiškos prognozės.Be to, pastaraisiais dešimtmečiais palaipsniui mažėja aktyvių efektyvesnių žinomų antibiotikų klasių modifikacijų aktyvių pokyčių, įskaitant finansines, priežastis. Ir paskutinė nauja klasė – fluorokvinolonai – pasirodė 1980 metais. Nuo to laiko jie buvo tik modifikuoti ir patobulinti.

Ekspertai aptarė atsparių štamų skaičiaus padidėjimą prieš 20 ir 30 metų, bet dažniausiai labai specializuotuose mokslo žurnaluose. 2001 m., Kai pagaliau paaiškėjo, kad farmacijos pramonė pralaimi lenktynes ​​su patogenais, PSO paskelbė Pasaulinę strategiją, kuria siekiama apsaugoti nuo antimikrobinio atsparumo krizę. Tačiau raginimas skubiai išspręsti šią problemą sutapo su rugsėjo 11 d. Įvykdytais išpuoliais ir laiškais, kuriuose buvo aptariamos juodligės sutrikimai, dėl kurių visuomenė ir vyriausybės atkreipė dėmesį į kovą su terorizmu.

Tik po Kopenhagos konferencijos žiniasklaidoje pasirodė panikos. Ir nors populiariuose straipsniuose artėjančio pasaulio pabaigos siaubai dažnai yra per daug išpūstos, hiperpigmentas po antibiotikų eros pradžios buvo naudingas antimikrobinių preparatų kūrėjams: apie šią problemą galvojo ne tik specialistai, bet ir dotacijos teikėjai bei farmacijos kompanijos.

Labiausiai pavojingas

Jungtinių Amerikos Valstijų ligų kontrolės ir prevencijos centruose (CDC) 2013 m. Rudenį paskelbtoje ataskaitoje "Antibiotikų pasipriešinimo grėsmė Jungtinėse Amerikos Valstijose" (2013 m.) Išvardijami apie 15 pavojingiausių ir įprastų supermikminių medžiagų padermių ir grupių, pasiskirstė trimis grėsme visuomenės sveikatai.

Pirmoji grupė – mikrobai, "atstovaujantys didžiausią grėsmę ir reikalaujantys greito atsako" – autoriai priskyrė pseudomembraninio kolito ir gonorėjos, taip pat enterobakterijų, sukėlėjus.

Clostridium difficile, pseudomembraninio kolito sukėlėjas. Po gydymo bet kuria kita liga antibiotikais ir dėl jo sukeliamos normalios mikrofloros slopinimo, ši infekcija gali pasireikšti įvairiuose žarnyno sutrikimuose, nuo santykinai saugaus viduriavimo iki žarnyno perforacijos. 2000 m. Atsirado ypač užkrečiamas Clostridium štamas, atsparus fluorhinolono antibiotikams. Remiantis naujausiais duomenimis, metinė šios infekcijos nuostoliai Jungtinėse Valstijose yra apie 250 000 pacientų, milijonai dolerių už gydymą ir 14 000 mirusiųjų.

Enterobacteriaceae (genties bakterijos Klebsiella ir patogeninių E. coli padermių), atsparių patiems stipriausiems antibiotikams – karbapenemams. Per metus – 9000 atvejų, 600 mirčių.

Neisseria gonorrhoeae. Tikrasis gonorėjos atvejų skaičius Jungtinėse Amerikos Valstijose yra ekspertų vertinamas apie 820 000 per metus – beveik tris kartus daugiau nei pagal oficialią statistiką. Dėl savaiminio gydymo ir negydytų ligų paplitimas dėl asimptominio ligos eigos paskatino vienam ar keliems antibiotikams atsparių gonokokų padermių skaičiaus augimą (dabar jų jau yra 30%). 2009 m. Japonijoje buvo atsparus venerologų – cefalosporinų – štamo H041 paskutinei vilčiai. Iki šiol ji netapo plačiai paplitusi, tačiau jei tai vyksta kaip šis …

Ir tai neabejotinai bus gerai, ir be skubių priemonių labiausiai pesimistiškos prognozės apie "pasaulį be antibiotikų" gali tapti realybe.

Antroji superbugų grupė, "kelianti rimtą grėsmę", pranešimo autoriai priskyrė rūšis, kurioms būdinga flukonazoliui atsparūs mielės tipo grybai Candida (įskaitant vaizdą Candida albicans, žinoma daugybe, o ne lotynišku vardu, tuomet rusakalbiu žodžiu "pienelis") ir 11 bakterijų, įskaitant labiausiai žinomą iš supermikrobų – meticilinui atsparaus stafilokoko aureo (MRSA). Tai sudaro 30-60 proc. Ligoninių infekcijų, o ne Afrikoje, tačiau išsivysčiusiose šalyse, kur jos raida ypač aktyviai skatinama.Apie trečdalis pacientų miršta net tinkamiausiu gydymu.

Gražus vardas Staphylococcus aureus gauta dėl kultūrų auginimo kolonijų formos ("stafilinė" – "vynuogių krūva", kokci – suapvalinta bakterija) ir auksinė, nes, skirtingai nuo daugumos bakterijų, gamta yra bespalvė, yra geltonos oranžinės spalvos stafiloksantino pigmento kiekis.

Šis sąlygiškai patogeniškas mikroorganizmas yra ant odos ir 20 proc. Gyventojų gleivinių, o iki šiol su savininku viskas tvarkinga, jokiu būdu neatskleidžia jo kenksmingo pobūdžio. Tačiau su sutrikusiu imunitetu, patekimu į įbrėžimus ir žaizdas arba į kraują (pvz., Su injekcija ar lašinimu) jis gali sukelti daugelį ligų, pradedant nuo odos infekcijų ir baigiant mirtiniomis ligomis, nuo nekrozinės pneumonijos iki meningito. Maistas, kuris daugėjo S. aureus, gali sukelti apsinuodijimą maistu iki užkrečiamųjų ir toksinių šokų.

Prieš antibiotikų atsiradimą, mirtingumas nuo stafilokokų infekcijų kraujyje ar vidaus organuose siekė 90%. Po penicilino atsiradimo jis pradėjo mažėti, tačiau iki 1950 m. 40% ligoninės padermių atsparios penicilinui, o iki 1960 m. Jau buvo 80%.Kartą gydytojai sugebėjo išsilaikyti dėl naujos tos pačios klasės beta-laktazių antibiotikų modifikacijų, bet tiesiog keletą mėnesių, o klastotė mikroba pradėjo gaminti laktamazės genus su atitinkamu siūlu. Pavadinimas "atsparus meticilinui" buvo įvestas, kai paaiškėjo, kad ligoninės atmainos S. aureus pradėjo priešintis naujausiam tuo metu (1959 m.) beta-laktamų atstovui – meticilinui. Tai padarė mikrobams tik dvejus metus: pirmasis MRSA aptikimo atvejis buvo paskelbtas 1961 m. Bet kol apie 1990 ligų, kurias sukelia MRSA, buvo retenybė, ir meticilinui toliau taikyti, tuo labiau, kad veikti MRSA kitų klasių antibiotikais (pvz glikopeptidams ir aminoglikozidais) turi per daug šalutinių poveikių ir / ar nepatogu naudotis (apima tik į veną ir nuolat stebėti kraujo sudėtį, kad būtų išvengta perdozavimo). Kartą paskutinė gynybos linija buvo vankomicinas, gliukopeptidų grupės antibiotikas, tačiau atsparūs jo štamai jau pasirodė.

Taip pat pasireiškia atsparumas vaistams mikrobose,klasifikuojama pagal CDC trečiosios pavojingumo klasei (dvi streptokokų kamienai, atsparūs eritromicinui ir klindamicinui, ir vankomicino atsparus Staphylococcus aureus štamas). Deja, nėra pagrindo tikėtis, kad kitas super-mikrobų sąrašas bus trumpesnis.

Ne tik bakterijos
Atsparumas antimikrobinėms medžiagoms taip pat atsiranda patogeniškuose grybuose, parazituose ir virusuose. Tačiau pagrindinė medicinos krizės problema yra antibiotikams atsparios bakterijų štamos, o svarbiausia – ligoninių infekcijos. ")"> Ne tik bakterijos
Atsparumas antimikrobinėms medžiagoms taip pat atsiranda patogeniškuose grybuose, parazituose ir virusuose. Tačiau pagrindinė krizės, kuri kelia grėsmę medicinai, problema yra antibiotikams atsparios bakterijų štamos, o svarbiausia – ligoninių infekcijos. "Border = 0>

Ne tik bakterijos
Atsparumas antimikrobinėms medžiagoms taip pat atsiranda patogeniškuose grybuose, parazituose ir virusuose. Tačiau pagrindinė krizės, kuri kelia grėsmę medicinai, problema yra antibiotikams atsparios bakterijų štamos, o svarbiausia – ligoninių infekcijos.

Kas kaltas?

Gydytojai ir toliau skiria antibiotikus be reikalo – ir inercijos, ir draudimo nuo neveiklumo.Jei antibiotikus galima įsigyti be recepto, pacientai dažnai jį paima. Dėl to apie 70% antibiotikų yra vartojami be pakankamos priežasties (įskaitant virusines infekcijas, nors vienintelis tokio "gydymo" poveikis yra antibiotikui atsparių bakterijų štamų atsiradimas). Net jei numatyti antibiotikai, daugiau nei pusė pacientų pamiršta laiku juos vartoti ir (arba) užbaigti gydymą iki nustatyto laiko (Flemingas kalbėjo apie tai kaip į efektyviausią būdą atsparumui penicilinui atsirasti bakterijose).

Gyvūnų augintojai padarė didelį indėlį į dirbtinį atsparių štamų atranką: Šiaurės Amerikoje ir Europoje (prieš įvedant EEB draudimą naudoti antibiotikus siekiant užkirsti kelią ligoms ir kaip augimo stimuliatorius) pusė antimikrobinių vaistų gamybos dirbo žemės ūkyje. Rezultatas yra ne tik antibiotikams nejautrios infekcijos, kurios gali būti perduodamos žmonėms (pvz., Salmoneliozė), bet ir daugelis kitų rūšių mikrobų (įskaitant patogeniškus žmonėms), kurie gamtoje susidūrė su atspariais štamais, ir iš jų gavo atsparių genų.

Pavojingiausias atsparių štamų atsiradimo būdas yra ligos infekcijos (tai yra dvi iš trijų "super super bakterijų", išvardytų aukščiau). Mikrobai, kurie išgyveno kambariuose, kuriuose yra narkotinių medžiagų ir kurie yra perpildyti žmonėmis su silpnėjančiu imunitetu, ypač greitai praranda jautrumą visų tipų antibiotikams ir, nepaisant griežtinimo antiseptinių priemonių, lengvai rasti naujų aukų. Dauguma super mikrobų priklauso konkrečiai ligoninių štamai.

Kas atsitiks, jei …

Atsparios bakterijos (iš pradžių, kaip pavieniai atvejai) nustatomi daugiausiai po kelerių metų nuo naujo antibiotiko atsiradimo ir kartais net klinikinių tyrimų etape. Iš maždaug 150 antibiotikų, sukurtų nuo 1940 m., Daugiau nei pusė praktiškai prarado veiksmingumą ir yra atsitiktinai naudojami kaip pirmosios eilės vaistai. Jei liga prasiskverbia per gynybą, gydytojai grįžta į antrąją liniją, tada į trečiąją. Nauji ir (iki šiol!) Veiksmingi vaistai yra daug brangesni nei seni, kartais – šimtą ar daugiau kartų.

Paskelbta 2014 m. Gruodžio mėn. Ataskaitoje "Atsparumas antibiotikams: reikia skubių priemonių kovojant su gyventojų sveikata ir gerove" (atsparumas antimikrobinėms medžiagoms: krizės įveikimas),parengta vadovaujant Britanijos premjero David Cameron vadovaujamai RAND Europe Institute ir audito bendrovės KPMG tyrimų grupei, blogesnė nei bet koks Holivudo siaubo filmas.

Atsižvelgiant į vaistų pasipriešinimą pasaulyje (daugiausia neturtingose ​​Afrikos ir Azijos šalyse), 2050 m. Kasmet miršta 700 000 žmonių, kaip dabar, bet 10 milijonų. Tiesioginė žala pasaulinei ekonomikai bus 100-120 trln. Atsižvelgiant į netiesiogines pasekmes, tokias kaip kūdikių ir motinų mirtingumo padidėjimas, sepsio pavojus po chirurginių intervencijų ir bendras šiuolaikinės sveikatos priežiūros sistemos sunaikinimas yra dvigubai didesnis. Prieš vaistus egzistuoja reali perspektyva, kad prieš atėjimą į prieš pusantrų metų, kai beveik pusė vaikų negyva, kad pamatytų vienerius metus, tuberkulioze buvo mirties nuosprendis ir tt

Tiesa, patys autoriai teigia, kad apskaičiavo pesimistinį scenarijų – kas nutiks, jei nesiimsite priemonių padėčiai ištaisyti. Ir jau imtasi priemonių.

Paveldėjimo pasipriešinimas

Atsparumo genus galima gauti vertikaliu perdavimu – paveldėta iš pirminės ląstelės, o horizontali – dėl konjugacijos – tai lytinis procesas, kurio metu bakterijos jungiamos ląstelių sienelių sekcijomis ir keičia genus,arba naudojant bakteriofagus, kurie, išsklaidę iš užmuštos bakterijos, kartu su savo genais gali panaudoti mikrobų DNR regioną, pernešti jį į kitą užkrėstą bakteriją ir mirti veikiant bakteriniam imunitetui.

Kaip atsiranda atsparumas antibiotikams?
1. Iš daugelio bakterijų bent keli yra atsparūs antibiotikams.
2. Antibiotikai sunaikina jautrus jiems ligos vykdytojus ir pažeidžia naudingos mikrofloros sudėtį, apsaugančią kūną nuo infekcijų.
3. Todėl išgyvenusios patogeninės bakterijos tampa lengviau veisiamos ir dauginamos.
4. Kai kurie iš jų perduoda genus, kurie atsparumo antibiotikams suteikia kitoms bakterijoms, kurioms šis antibiotikas daugiau neveiks, jei pakartotinai.

Ką daryti

Tas pats kaip ir anksčiau – kurti naujus antimikrobinius vaistus, ypač todėl, kad išsivysčiusios šalys, vadovaujamos PSO, jau priėmė kovos su atsparumu vaistų programas, o ne nepagrįstas, bet remia milijardus subsidijų. Be to, darbas nesibaigė, be kita ko, dėl naujų narkotikų vystymo metodų, leidžiančių iš vaistinės pristatyti naują vaistą ne per 10-15 metų, o milijardą dolerių, bet daug greičiau ir pigiau.Tyrėjai nesusiję su antibiotikais archyve: 2014 m. FDA patvirtino keturis naujus antibiotikus, o dar kelios dešimtys, įskaitant naujas klases, yra skirtingose ​​tyrimų stadijose.

2006 m. Buvo identifikuoti du perspektyvūs acidelpepsipeptidai (ADEP) – viena iš streptomicetų, aktinobakterijų rūšių, dėl kurių buvo sukurta daug antibiotikų, nuo streptomicino (antrasis po penicilino) iki naujausio (pvz., Neomicino ir chloramfenikolio). Skirtingai nuo gerai žinomų antibiotikų, jie veikia iš esmės naujo mechanizmo – jie jungiasi prie ClpP baltymų, paprastai sunaikina netinkamai surinktus arba pažeistus baltymus ir sukelia sunaikinti visus baltymus iš eilės, išstumia bakteriją. Natūralus antibiotikas eksperimentuose su pelėmis ir žiurkėmis slopino tuberkuliozę, tam tikros rūšies plaučių uždegimą, stafilokokų ir kitas infekcijas, tačiau kandidatas į narkotikus – nėra pakankamai veiksmingas. 2014 m. Sausio mėn. Buvo paskelbti chemiškai modifikuotų ADEP tyrimų rezultatai (šiuo metu tik in vitro, bet labai skatinami). ADEP4 molekulės yra septynias kartus stipresnės rišant ClpP ir sunaikina kitas antibiotikams atsparias bakterijas, kurių koncentracija yra nuo 30 iki 1200 mažesnių nei natūralus antibiotikas.

Ar antibiotikas yra be rezistencijos?

Kita tarptautinė mokslininkų grupė, kuriai vadovavo profesorius Kim Lewis iš Northwesterno universiteto Bostone (jis taip pat dalyvavo ADEP plėtros procese), toli pažengė ieškodamas naujų antibiotikų iš nevalytų mikroorganizmų. Jie tiesiog uždarė mikrobus vieną po kito į gelio mikrokapsules, leidžiančias jiems gauti maistines medžiagas iš savo gimtosios šalies, o po to palaipsniui pernešė dauginamąsias bakterijas į dirbtinę mitybą. Ištyrus dešimtys tūkstančių mėginių, jie identifikavo 25 daugiausiai perspektyvių kandidatų, įdomiausių iš jų buvo teiksobaktinas (teiksobaktinas), slopindamas peptidoglikano ir teichino rūgšties pirmtakų sintezę, būtiną mikrobų ląstelių sienelės formavimui. Toks veiksmų mechanizmas naikina du paukščius su vienu akmeniu: abi šios medžiagos yra beveik visose bakterijose, o tai reiškia, kad teiksobaktinas, jei jis vyksta klinikiniais tyrimais, gali pasirodyti esantis antibiotikais, jei jis nėra universalus, tada bent jau plačiu spektru veiksmų. Antra, tai bus labai sunku sukurti pasipriešinimą tai: galima prisitaikyti prie baltymų veikiančių vaistų per mutacijas, o teiksobaktino taikiniai – ne baltymų medžiagos.Iš tikrųjų, in vitro tyrimai parodė, kad ne Teixobactin poveikis nei Staphylococcus aureus, nei tuberkuliozinė mikobakterija nesukuria jokių atsparių bakterijų. 2015 m. Sausio mėn. Žurnale Gamta Straipsnis buvo paskelbtas apie teiksobaktino sėkmingą testą pelėms. Gripo virusai, infekuoti mirtinais MRSA arba pneumonijos streptokoko dozėmis, išgyveno be šalutinių poveikių. Klinikiniai savanorių tyrimai, kuriuos kūrėjai planuoja pradėti šiais metais.

Ne tik antibiotikai

Yra bakteriofagai (virusai, bakterijos) – Įprasta, kurie nėra plačiai žinomi dėl savo didelio specifiškumo (specifinis patogenas iki kamieno ir atrankos bei dauginimąsi šiuo virusu reikia keletą savaičių ilgiau, nei eiti į antibiotikų vaistinėje) ir iš anksto surinktų "kokteilių" pavidalu, kurie sunaikina daugumą konkretaus tipo patogeno genijus ir "Trojos". Pavyzdžiui, vykdant geno konstruktą, koduojančią baltymą, Cas9, kuris pjauna genai teikiant atsparumo antibiotikams (visi iš infekuotų bakterijų palikuonių prarasti visą pasipriešinimą antibiotikas),.Arba imamas antibiotiko genomas, kuris negali prasiskverbti į bakterijų ląstelių sienelę: fagai prasiskverbia, įpurškia DNR į bakteriją, o patys patologai pradeda sintetinti pačią savąją medžiagą.

Galima pasikliauti antimikrobiniais peptidais – kelių dešimčių aminorūgščių grandinės, kurios gali būti įtrauktos į trimačių mikrobinių baltymų struktūrą ir sutrikdyti jų funkciją. Deja, dėl daugelio priežasčių ateinančiais metais jų tikimasi praktiškai nesitikima, tačiau darbas šioje srityje yra gana intensyvus.

Taigi turėtume stovėti dieną ir naktį stovėti – ir ten, matote, kitas pasaulio galas bus atšauktas …

Rasti ir sunaikinti

Elegantišką sprendimą sukūrė Matthew Chan grupė Nanyango technologijos universitete (Singapūras). Mokslininkai sukūrė įprastą E. coli prieš ginklą Pseudomonas aeruginosa – mėlyna pusbacilazė, dažna ligoninių infekcijų priežastis. Bakterijų-bombų genomoje buvo įvestas keturių pakopų struktūra. Pirmasis sintezuoja indikatorinius baltymus, kurie susiejami su signalizacinėmis molekulėmis, kurios suteikia "Pseudomonas aeruginosa" "kvorumo jausmą" ir kitus kolektivizmo mikrobus, kurie sudaro grupes-biofilmus, sujungtus DNR molekulėmis.Gautas kompleksas iš karto prasideda tris reakcijas: sintezė Antimikrobinio peptido mikrotcina S, fermentas DNAase-I, sunaikinti bioplėvelę (abu junginiai yra išleidžiami į aplinką per ląstelės membranos) ir baltymų komplekso, teikiant judėjimas vyksta kolifor didesnio koncentracijos kryptimi "kvorumo molekulių." Dėl to sunaikinami patogenai, kurie sudaro biofilmą ir atskirti nuo jo esančius mikrobus. Kaip ir ląstelių nekultūrinių bakterijų auginimo technika, šis metodas yra iš esmės nauja platforma, leidžianti kurti naujas antimikrobines medžiagas.

Antibakterinė bomba
1. E. coli išskiria baltymų rodiklius, kurie atskleisti pyocyanic lazdą.
2. "Bomba" išskiria medžiagas, kurios žudo Pseudomonas aeruginosa ir sunaikina biologinę plėvelę: atsiranda "sprogimas".
3. Bombų fragmentai (E. coli) judėti priešo kryptimi, o ciklas prasideda dar kartą.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: