Пенициллин и кишечная палочка


Как только арсенал лечебных средств пополнился антибиотиками, уничтожающими болезнетворные микроорганизмы, мир возликовал. Казалось, мы безнаказанно побили врага его же оружием. Тогда еще никто не подозревал, что бактерии разных видов научатся защищаться от антибиотиков сообща и нам придется сражаться с микромиром в целом. Однако при всей серьезности ситуации сегодня квадриллионам микроорганизмов противостоят всего 4 000 ученых, разрабатывающих новые антимикробные препараты. Наше положение напоминает глухую оборону накануне большого вражеского наступления.

Индустрия антибиотиков появилась 65 лет тому назад. Датой ее рождения считается 17 декабря 1941 года. Именно в этот день Ванневар Буш, руководитель Управления научных исследований и атомного проекта, от имени правительства США обратился к главам 9 крупных фармацевтических компаний. Речь шла о пенициллине, который был открыт микробиологом Александером Флемингом в плесени Penicillium notatum, а затем на гранты Рокфеллеровского фонда был выделен в чистом виде биохимиком Эрнстом Борисом Чейном и испытан в клинике патологом Хоуардом Уолтером Флори.

Фармацевты понимали, что пенициллин излечивает вызванные бактериями воспаления, что это — революция в медицине. Однако за дело взялись только после того, как Буш обещал им громадный государственный заказ и постройку за казенный счет предприятий, продукция которых будет принадлежать частным компаниям. Иного выхода у правительства не было — вовсю шла война.

Плесневелая Мери творит историю

Организаторы первого промышленного производства пенициллина в Пеории, штат Иллинойс, понимали, что флеминговская плесень не может быть самой урожайной в мире. Военные пилоты везли образцы грибка со всего света. Обратились за помощью и к местным жителям. С особым энтузиазмом отнеслась к призыву дама по имени Мэри Хант. Она собирала образцы плесени по всему городу, заработав прозвище Плесневелая Мэри. Летом 1943-го мисс Хант нашла на рынке гнилую дыню-канталупу с великолепной золотистой плесенью Penicillium chrysogenium — смесью разных штаммов, один из которых оказался на редкость плодовитым. Генетики увеличили урожайность грибка, облучив его ультрафиолетом. И до сих пор весь пенициллин в мире вырабатывают потомки плесени с этой канталупы.



Применение антибиотиков в действующей армии началось еще во время высадки англо-американской армии на Сицилии в августе 1943 года. Результаты были поразительны. Если потери фашистов оставались на уровне 1914 года (150 раненых из 1 000 гибли от гангрены), то у союзников смертность от гангрены прекратилась вообще. Тяжелораненые избегали ампутации и возвращались в строй за месяц.



Почти любовное приключение

Генетическая информация, доставшаяся бактериям от случайных партнеров, не всегда считывается. В таком случае чужая плазмида уничтожается. Но это не предохраняет от обмена генами. Подобный пример был описан в 2003 году микробиологами правительственного Центра США по контролю и профилактике заболеваний. В организме одного диабетика из Детройта фекальный энтерококк передал золотистому стафилококку плазмиду с геном устойчивости к мощному антибиотику ванкомицину. Но ферменты стафилококка отвергли этот ген, и уже было разобрали гибнущую плазмиду, когда в последний момент с нее на собственную плазмиду стафилококка перескочил крохотный генетический элемент, отвечающий за устойчивость к ванкомицину. Потомки этой бактерии распространились по многим странам. Это возбуждающие грозные инфекции ванкомицин-резистентные золотистые стафилококки. Их пока еще могут уничтожить антибиотики линезолид и хинипристин, но это только вопрос времени.

Что же такое резистентность? В середине 60-х экспедиция в пустыню Калахари установила, что в организме туземцев-бушменов живет небольшое количество устойчивой к антибиотикам кишечной палочки. Обследуемое племя не лечилось пенициллином, да и вообще за последние сто лет мало контактировало с внешним миром. Изучили также стадо бабуинов, не бывавшее там, где применялись антибиотики. И в их фекалиях нашлись резистентные микроорганизмы. Очевидно, наследственная резистентность от природы свойственна многим организмам. И прежде всего тем, которые сами выделяют антибиотики, чтобы не пораниться собственным оружием. А таких немало: бактерии, грибы, растения, животные! Даже люди: в мужской сперме есть антибиотик спермин, защищающий семя от бактерий.

И при этом резистентные бактерии не составляли большинство. Объяснение очень простое — устойчивость к антибиотикам не такое уж нужное качество.

Средства обороны

За время интенсивной борьбы человечества с микромиром представители последнего пережили эволюцию, на которую в обычных условиях понадобились бы три мезозойские эры. Бактерии начали сопротивление с того, что с помощью особого фермента стали разрывать так называемое бета-лактамное кольцо — часть молекулы пенициллина, которая придает ему антибактериальную активность:

Уязвимое место молекул пенициллинов и цефалоспоринов, где действует фермент бета-лактамаза


Химики приделали к молекуле пенициллина радикалы, заслоняющие это кольцо от враждебного фермента. Так появились ампициллин, метициллин и другие пенициллины новых поколений. Со временем бактерии научились обходить препятствия. Особенно отличился печально знаменитый золотистый стафилококк, метициллин-резистентная форма которого 25 лет назад произвела опустошительную эпидемию в больницах Австралии.

Невыгодный бизнес

А мировая промышленность антибиотиков переживает не лучшие времена. И причиной тому — господство транснациональных корпораций, которым никто не указ. Антибиотики действуют быстро и потому приносят мало прибыли. Куда более выгодно продавать инсулин или виагру: их принимают долго и часто.

Кроме того, большая часть антибиотиков предназначена не для людей.

70% валового производства антибактериальных препаратов потребляет сельское хозяйство, в основном для лечения и подкормки животных. Эта практика началась в 1947 году после случайной находки Бенджамина Даггара. Он выделил препарат хлортетрациклин — первый из семейства тетрациклинов — и извлек его из организма грибка Streptomyces aureofaciens. Отработанную биомассу (остатки грибков) скормили цыплятам. И оказалось, что при добавлении считанных граммов хлортетрациклина к тонне корма животные набирают вес. Остаются непонятными причины этого явления, но индустрия сразу ухватилась за него, что привело к появлению небольших количеств антибиотиков в мясе и молоке.

Это прямая угроза. К примеру, до 1995 года резистентность фторхинолонам среди людей оставалась нечастым явлением. Так было, пока фторхинолонами не начали подкармливать скотину.

Истинные владельцы судятся со швейцарцами, обвиняя их в промышленном шпионаже. Якобы штамм вырабатывающего клавулановую кислоту микроорганизма (на создание которого затрачено много времени и средств) был похищен штатным сотрудником GSK, перешедшим на работу в Novartis. Этот прецедент очень важен. Как можно планировать прибыли от инноваций, если конкуренты могут лишить вас патентной защиты?

Ситуация становится угрожающей. Неконтролируемую торговлю антибиотиками и злоупотребление ими в сельском хозяйстве производители не прекратят, чтобы не снижать продаж. Старые антибиотики теряют эффективность, а производители не разрабатывают новых.

Инновациями чаще занимаются более мелкие компании. Но сейчас многие из них поглощены крупными корпорациями. Новое руководство первым делом сократило как нерентабельные программы по антибиотикам.

Правда, есть многообещающие академические исследования.

Другое важное открытие сделали в Университете штата Иллинойс. Там испытали блокирующий фермент, мешающий бактерии изготовить дубликат плазмиды с геном, отвечающим за устойчивость к антибиотикам. Из двух клеток, на которые делится подопытная бактерия, резистентность наследует лишь одна. В сочетании с блокирующим ферментом даже старые антибиотики могут остановить развитие инфекции.

Все эти работы проводятся на гранты, без поддержки серьезной индустрии, как поначалу было у Флори. Новыми антибиотиками во всем мире сегодня занимается меньше специалистов, чем 60 лет назад работали только в США над одним лишь пенициллином.


В прессе все чаще говорят о скором кошмарном будущем, где можно будет погибнуть от безобидного пореза: все лекарства окажутся бессильны против даже самой простой инфекции. Апокалиптические сценарии еще далеки от реальности, но проблема антибиотикорезистентности – устойчивости бактерий к лекарствам – с каждым годом становится все острее.

На прошедшей неделе в Давосе британский министр здравоохранения Мэтт Хэнкок призвал "предотвратить ужасное будущее", в котором люди окажутся беззащитны перед бактериями с множественной лекарственной устойчивостью (их иногда называют "супербактериями" или "супермикробами").

Представляя свой план борьбы, Хэнкок сравнил масштаб проблемы антибиотикорезистентности с войнами и изменением климата. Похожими формулировками оперирует Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и специалисты по всему миру.

Настоящее Время разобралось для вас в антибиотиках и супербактериях.

Насколько все плохо?

Ситуация пока не критическая, но очень серьезная. Бактерии научились противостоять даже самым сильным и редко применяемым лекарствам ("антибиотикам резерва", таким, как колистин), при этом с 1980-х годов принципиально новых антибиотиков ​практически не появлялось. Исследования идут, но они слишком долгие и дорогие – а бактерии вырабатывают неуязвимость против антибиотиков куда быстрее. Дело осложняется и простотой путешествий: супербактерии получают возможность легко распространяться по всему миру.

Авторы британского исследования антибиотикорезистентности (2016 год) оценивали, что количество смертей от таких супербактерий в мире может вырасти примерно с 700 тысяч в год до 10 млн ежегодно к 2050 году – это больше, чем число жертв онкозаболеваний (на момент публикации). Потери ВВП при таком сценарии достигнут 100 триллионов долларов.

Пока не существует систем, позволяющих полноценно отслеживать мировую ситуацию с антибиотикорезистентностью в мировом масштабе. Проект ВОЗ под названием GLASS стартовал в 2015 году и по состоянию на конец 2018 года включал в себя лишь 71 страну. В последний отчет (опубликован в январе 2019 года) вошли данные об антибиотикорезистентности всего из 49 стран, при этом их качество пока не позволяет сравнивать между собой ситуацию в различных государствах и регионах.

В региональных отчетах также не много поводов для оптимизма. Страны Евросоюза за восемь лет (2007-2015) зафиксировали более чем двукратный рост числа погибших от инфекций, вызванных неуязвимыми для антибиотиков микробами, говорится в недавнем исследовании. По количеству потерянных лет здоровой жизни в пересчете на 100 тысяч населения (170) подобные инфекции практически сравнялись с суммарным эффектом ВИЧ, гриппа и туберкулеза (183). Более всего таким инфекциям в ЕС подвержены дети до года и люди старше 65 лет.

Хотя в еще одной свежей публикации крупный госпиталь Марселя показал, что за 15 лет (2001-2016) у них ситуация с резистентностью к антибиотикам не ухудшилась. К тому же, судя по мировой прессе, пока неуязвимые к абсолютно всем антибиотикам инфекции все же не носят массовый характер: громче всего обсуждали отчет двухлетней давности о 70-летней американке, погибшей от неуязвимой для всех антибиотиков бактерии (ее она скорее всего подхватила в Индии, где попала в больницу с переломом).

Какие именно организмы называют супербактериями?

Супербактерии (супермикробы) – это микроорганизмы, обладающие устойчивостью сразу к нескольким антибиотикам. Иногда – ко всем существующим.

В 2017 году ВОЗ опубликовала список из 12 бактерий, для борьбы с которыми срочно нужны новые антибиотики. Критически важны лекарства, способные справиться с устойчивыми к карбапенему энтеробактериями (например, кишечной палочкой E.Coli), синегнойной палочкой (Pseudomonas aeruginosa) и ацинетобактером (Acinetobacter baumannii). Чаще всего именно эти возбудители вызывают так называемые "внутрибольничные инфекции", с которыми врачам особенно сложно бороться из-за множественной устойчивости бактерий и ухудшенного состояния больных.

Также в список ВОЗ попали ванкомицин-резистентные энтерококки (Enterococcus faecium), невосприимчивый к метициллину и ванкомицину золотистый стафилококк (methicillin-resistant staphylococcus aureus, MRSA), цефалоспорин- и фторхинолон-резистентный гонококк, кларитромицин-резистентный хеликобактер и другие бактерии. Они вызывают серьезные болезни: заражение крови, менингит, пневмонию, инфекции мочевыводящих путей и гонорею.

Часто в материалах об антибиотиках фигурируют понятия “грамположительные бактерии” и “грамотрицательные бактерии”. Последние (например, кишечная палочка) обладают двумя клеточными мембранами: с ними сложнее бороться, и эффективных против них антибиотиков в мире меньше.

Как действуют антибиотики и появляется резистентность?

Антибиотики или "противомикробные препараты" – особые вещества, останавливающие рост клеток бактерий или уничтожающие их. Для этого существуют несколько механизмов: как правило антибиотики атакуют клеточную стенку, мешают синтезу белка или ДНК бактерий.

Резистентность к антибиотикам обнаружили вскоре после их появления. Первый в мире антибиотик – перевернувший медицину ХХ века пенициллин – Александр Флеминг открыл в 1928 году, но массово применять его начали лишь в 1942-м. Еще до этого, в 1940-м стало известно об устойчивой к пенициллину кишечной палочке.

Бактерии постоянно меняются, чтобы стать невосприимчивыми к действию антибиотиков: "выгодные" мутации передаются бактериями друг другу. Микробы приспосабливаются к антибиотикам даже в огромной концентрации крайне быстро. Посмотрите на видео, как всего за 11 дней кишечная палочка адаптируется к тысячекратной дозе (в центре) антибиотика:

Главными "инкубаторами" супербактерий оказываются больницы: там, где постоянно применяются мощные антибиотики, растут популяции невосприимчивых к ним микробов. Способствует развитию устойчивости бактерий и сельское хозяйство: там антибиотики широко применяют для профилактики болезней и ускорения роста животных.

Смертельна ли встреча с супербактерией?

Для здорового человека с нормальным иммунитетом – нет. Но чаще всего такие микробы встречаются в больницах, куда попадают люди, уже ослабленные той или иной болезнью. Для пациентов (например, находящихся на искусственной вентиляции легких) встреча с супербактериями может запросто стать фатальной.

Сейчас без антибиотиков невозможны сложные хирургические операции, трансплантации и борьба с раком посредством химиотерапии. Последняя обычно значительно подавляет иммунитет: для таких больных даже самая обычная инфекция может стать смертельной, не говоря уже о вызванной супермикробами.

При этом с инфекциями от мультирезистентных бактерий, пока на них действуют хоть какие-то антибиотики, можно жить, пусть даже это и будет сопряжено со страданиями.

Эмили Моррис рассказала, что супербактерию в ее мочевом пузыре обнаружили в подростковом возрасте и с тех пор ей пришлось перепробовать множество антибиотиков, в том числе "препараты резерва", вроде карбапенема.

Во время беременности она была вынуждена принимать антибиотик, не проверявшийся на беременных, ее новорожденному ребенку пришлось сразу пройти курс терапии антибиотиками. "Это было очень страшно", – рассказывала 24-летняя Моррис журналу New Scientist в 2017 году.

32-летняя Кэтрин Уильямс уже более 10 лет постоянно принимает антибиотики из-за болезни мочевыводящих путей, вызванной супербактериями.

"Каждый раз, когда заканчивается курс приема антибиотиков, болезнь возвращается, – говорила она в интервью BBC. – Боль просто приковывает тебя к постели до следующего курса приема антибиотиков. То, что мне придется принимать антибиотики всю жизнь, меня очень пугает".

Что в России и других постсоветских странах?

В России и других постсоветских странах – например, Украине, Казахстане, Беларуси – антибиотики долго продавались без рецепта. Это вело к злоупотреблениям и самолечению, а в итоге – способствовало развитию резистентности у бактерий.

В октябре 2017 года в России приняли "Стратегию предупреждения распространения антимикробной резистентности". Документ, подписанный главой правительства Дмитрием Медведевым, предусматривает два главных этапа:

  • До 2020 года население будут информировать о правильном использовании антибиотиков, работать над лучшим выявлением резистентности и определении базовых показателей, как оценивать ее распространенность.
  • На втором этапе (до 2030 года) планируется снизить число случаев болезней, связанных с супербактериями.

Почему так долго не появляются новые антибиотики?

За последние десятилетия арсенал медиков практически не пополнялся антибиотиками принципиально новых классов. Причин тому несколько.

Разработка таких лекарств – это сложное и затратное занятие, обходящееся в сотни миллионов или миллиарды долларов. Для фармакологических компаний оно не всегда интересно с коммерческой точки зрения: курсы антибиотиков обычно краткосрочны, в отличие от лекарств для хронических заболеваний (антиретровирусная терапия, например, людям с ВИЧ необходима всю жизнь). К тому же из-за быстрого возникновения резистентности растет риск обесценивания инвестиций в разработку новых препаратов.

Тем не менее, в последнее время вошли в обиход мощные антибиотики, полученные на базе старых открытий – в первую очередь, Линезолид (Зивокс). Да и представители существующих классов все время совершенствуются и нередко могут усиливать эффект при совместном использовании.

Что делать?

ВОЗ рекомендует использовать антибиотики только по назначению врача (а врачам – их разумно назначать) и всегда полностью проходить курс лечения, а не останавливать прием антибиотиков сразу после улучшения самочувствия.

Также рекомендуется не хранить, не использовать заново и не передавать другим оставшиеся дозы лекарства.

Важно не пытаться лечить вирусные заболевания антибиотиками, вакцинироваться, укреплять собственный иммунитет и тщательно соблюдать правила гигиены, рекомендует ВОЗ.

Также есть смысл по возможности избегать больниц в регионах, где санитарная ситуация далека от идеальной. В первую очередь – в Азии и Африке. По данным британского отчета, там к 2050 году будет больше всего погибших от инфекций супербактериями.

Если у вас или у близких есть подозрение на такую инфекцию, добейтесь консультации специалиста по инфекционным болезням. Недавнее исследование показало, что это может на 50% снизить смертность от инфекций, вызванных бактериями с множественной лекарственной устойчивостью.

Чего ждать в будущем?

Проблемой невосприимчивости к антибиотикам годами занимаются ученые и специалисты в области охраны общественного здоровья, и поводы для оптимизма есть.

ВОЗ в 2015 году одобрила глобальный план по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам. Различные страны – в том числе США, Россия и совсем недавно Великобритания – принимают собственные комплексы мер по борьбе с устойчивостью бактерий к антибиотикам. Обычно они включают информирование пациентов и врачей о разумном использовании препаратов, ограничения на применение антибиотиков в сельском хозяйстве и содействие разработкам новых классов антибиотиков.

Несмотря на все сложности, такие разработки уже идут и появляются отдельные многообещающие результаты. Например, теиксобактин – принципиально новый антибиотик, открытый в 2015 году группой ученых из США, Германии и Великобритании.

В конце 2017 года его научились эффективно синтезировать, а в 2018-м действие синтетического теиксобактина успешно проверили на мышах. Но до появления лекарства для людей еще далеко: по оценкам ученых, 6-10 лет.

Оно может и вовсе не появиться: например, многообещающий платенсимицин, представленный в 2006 году, так и не добрался до полноценных клинических тестов из-за его неэффективности при введении стандартными методами. Однако исследования принципов работы платенсимицина позволяют надеяться на появление новых, более эффективных разработок.

В начале 2018 года ученые Рокфеллеровского университета в США представили еще один принципиально новый класс антибиотиков – малацидины, но до появления лекарств на их основе понадобится еще больше времени.

Рассматриваются и другие варианты терапии против супербактерий: целенаправленное усиление иммунитета, антимикробные пептиды, синтетические вещества, позаимствованные у вирусов, добавление особых элементов к уже существующим антибиотикам для повышения эффективности и другие способы. Однако все они пока находятся на разных стадиях готовности и для массового клинического использования не одобрены.

В январе 2019 года Колумбийский университет сообщил о том, что четыре пациента, находящиеся в его Медицинском центре Ирвинга (Irving Medical Center) в Нью-Йорке, страдают от необычного вида кишечной палочки (E. coli). Хотя эта новость в основном прошла незамеченной для средств массовой информации, она привлекла к себе внимание экспертов в области инфекционных заболеваний. Кишечная палочка — довольно распространенная бактерия и неопасная, если находится в желудке, где обычно и живет, однако может стать смертельно опасной в неправильных местах, — например, в салат-латуке, в говяжьем фарше или в нашей кровеносной системе. В том случае, когда антибиотики оказываются беспомощными в борьбе против кишечной палочки, половина пациентов умирают в течение двух недель.

Вот почему сообщение Колумбийского университета о кишечной палочке вызвало такую тревогу. Для некоторых зараженных пациентов последняя надежда связана с антибиотиком колистином (colistin), токсичной субстанцией, способной вызывать побочные эффекты и наносить ущерб почкам и головному мозгу. Та кишечная палочка, о которой сообщили сотрудники Колумбийского университета, имела мутацию в гене MCR-1, придающую ей ужасное свойство — невосприимчивость к колистину.

С того момента, когда в 1942 году чудесный экспериментальный препарат под названием пенициллин был в срочном порядке доставлен в Бостонскую больницу, где он спас жизни 13 пострадавшим в перестрелке в ночном клубе, ученые-медики обнаружили более 100 новых антибиотиков. Все они очень нам нужны, однако их уже недостаточно. И причина не только в кишечной палочке. Существуют также виды стафилококов (Staphylococcus), энтеробактерий (Enterobacteriaceae) и клостридиум диффициле (Clostridium difficile), которые успешно противодействуют антибиотикам. В одном исследовании говорится о том, что количество смертей, вызванных устойчивыми к применению антибиотиков заболеваниями, выросло в четыре раза в период с 2007 года по 2015 год. Недавно в больницах Нью-Йорка и Чикаго была обнаружена устойчивая, резистентная версия грибка Кандида аурис (Candida auris), который стал причиной смерти половины зараженных пациентов.


Эксперты в области медицины связывают надежды с совершенно новыми стратегиями лечения инфекционных заболеваний. Новые способы уничтожения бактерий они ищут в экзотических местах — в вирусах, рыбьей слизи и даже на других планетах. Они используют наработки в геномике, а также в других областях и предлагают новые технологии для ликвидации бактерий и ограничения их распространения. Кроме того, они подвергают дополнительному исследованию методы лечения в больницах, а также в других местах распространения бактерий, используют более целостные стратегии для борьбы с бактериями в наших телах, а также в наших больницах и кабинетах врачей.

Альтернативные варианты кажутся перспективными, однако до их реализации еще далеко. Пока не ясно, сможем ли мы изобрести какие-нибудь новые средства, прежде чем супербактерии, как армия зомби у ворот, уничтожат наши оборонительные укрепления.

Новые охотники за микробами


Управление бактериями

Хотя антибиотики, на самом деле, являются чудодейственным препаратами, наши нынешние проблемы частично возникли как раз из-за того, что медицина сделала на них слишком большую ставку. Врачи назначают их применение при ушной инфекции, при боли в горле, а также при заражении мочевого пути. Хирурги используют их для предотвращения постоперационных инфекций. Бактерии способны вырабатывать устойчивость, а применение антибиотиков имеет смысл как часть целостного подхода для контроля над процессом распространения бактерий и для лечения инфекций. Антибиотики постепенно начитают терять свою эффективность, и поэтому эксперты в области медицины подчеркивают необходимость использования комплексных стратегий для того, чтобы держать бактерии под контролем.

Больницы начинают менять практику. Многие теперь используют роботов в форме мусорных контейнеров для дезинфекции стен с помощью ультрафиолетового света (палаты в это время должны быть пустыми, поскольку подобный свет вреден и для человека). В Медицинском центре Риверсайд (At Riverside Medical Center), расположенном к югу от Чикаго, два робота, изготовленные компанией Xenex, дезинфицирует более 30 палат в день.

Селим и его коллеги пытаются найти способы настройки цвета лазера для воздействия на определенные резистентные бактерии. Если его работа увенчается успехом, то работники системы здравоохранения смогут использовать лазеры не крупнее обычного фонаря для безопасного уничтожения вредоносных бактерий на коже пациента, а также проводить дезинфекцию кабинетов врачей. Этим лучом можно будет также обрабатывать кожу и одежду самих работников системы здравоохранения для того, чтобы они не могли распространять инфекцию. Его коллеги в настоящее время готовятся к проведению клинических испытаний.

Замедлить развитие супербактерий

Хотя фармацевтическая промышленность почти отказалась от производства антибиотиков, исследователи еще надеются найти их новые виды. Революция в области антибиотиков началась в 1928 году, когда Александр Флеминг вернулся из отпуска в свою лондонскую лабораторию и обнаружил странного вида плесень, образовавшуюся в оставленной им у окна кювете. С тех пор исследователи пытаются обследовать каждый уголок природы в надежде найти новые бактерии-убийцы. Согласно последним данным, среди новых субстанций, которые могут оказаться смертельными для резистентных бактерий, — но и безопасными для человека, — можно назвать насекомых, водоросли, слизь молодых рыб, богатая мышьяком грязь в Ирландии и даже марсианская почва. Одна группа исследователей из Лейденского университета в Голландии пытается создать искусственную бактерию в надежде, что на ее основе можно будет получить новый антибиотик.

Кроме того, врачи пытаются максимально использовать уже имеющиеся антибиотики за счет замедления процесса появления новых резистентных видов. Для этого нужно сократить чрезмерное использование антибиотиков, в результате которого супербактерии получают стимулы для эволюционного развития. Подобные действия должны стать международными, поскольку резистентные бактерии из одной части мира часто перемещаются в другую.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.


МОСКВА, 7 мая — РИА Новости, Альфия Еникеева. Супербактерии, устойчивые к антибиотикам, — одна из главных проблем современной медицины. Возбудители гонореи, стафилококка, пневмококка мутировали, и теперь непонятно, как с ними бороться. Согласно прогнозам, особо стойкие инфекции угрожают миллионам жизней, поэтому перед наукой поставлена задача — разработать более мощные средства борьбы, а также альтернативу антибиотикам.


Обычная бактерия кишечной палочки Escherichia coli всего за 11 дней приспособилась к тысячекратной дозе антибиотиков. Видео, снятое в ходе эксперимента учеными Гарвардской медицинской школы, показывает, как постепенное увеличение концентрации препарата превращает ее в супермикроб, неуязвимый для любых лекарств.

Вырабатывать антибиотики и уметь им сопротивляться — естественная стратегия выживания в мире бактерий. Но в природе стойкие к антибиотикам штаммы оказывались в проигрыше, поскольку размножались медленнее "диких" бактерий.

В начале XX века Александр Флеминг открыл антибактериальные свойства пенициллина, и с 1950-х годов антибиотики производятся в промышленных масштабах для медицины и животноводства. Так люди неожиданно помогли мутировавшим штаммам микробов победить в эволюционной борьбе и подставили себя под удар. В 2017 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила о наступлении "постантибиотиковой эры" и обнародовала список особо стойких инфекций.

Откуда берутся супербактерии

Антибиотики действуют на наименее устойчивые бактерии, а вот мутировавшие держатся до последнего. И если с ними не бороться, они передают ген устойчивости при размножении. Кроме того, бактерии обмениваются мутациями.

Такой супермикроб вырабатывает ферменты, разлагающие антибиотик. Его клеточная мембрана, по которой раньше лекарства наносили сокрушительный удар, теперь неуязвима. Некоторые супербактерии умеют обманывать антибиотики, выстраивая вокруг себя слой белков, мимикрирующих под рибосомы — внутриклеточные белковые фабрики. Препарат их уничтожает, настоящие же рибосомы продолжают функционировать, а бактерия — жить.


Три смертельно опасных мутанта

Из-за быстрой приспособляемости к антибиотикам супербактерии опаснее для человечества, чем климатические изменения или загрязнение окружающей среды. Уже сегодня, по данным ВОЗ, в мире от заболеваний, вызванных этими микробами, умирает примерно 800 тысяч человек в год. А к 2050-му, по прогнозам специалистов, суперинфекции ежегодно будут уносить до десяти миллионов жизней.

Три супербактерии признаны ВОЗ критически опасными для человека — они показали резистентность практически ко всем антибиотикам, даже к так называемым препаратам последнего резерва, колистину и бета-лактамным антибиотикам широкого спектра. Это акинетобактерия Баумана, приводящая к пневмонии и инфекциям крови, синегнойная палочка, вызывающая кожную сыпь, ушные инфекции у здоровых людей, серьезные кровяные инфекции, пневмонии у пациентов в больницах, а также энтеробактерии, населяющие кишечник человека, в частности сальмонелла и кишечная палочка.


Сильно опасными ВОЗ считает более распространенные золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), пневмококк (Klebsiella pneumoniae) и гонококк (Neisseria gonorrhoeae), вызывающий гонорею. Кстати, первый случай супергонореи, от которой не помогают антибиотики, недавно зафиксировали в Великобритании. Пациент, чье имя не раскрывают, заразился инфекцией после полового контакта с жительницей Юго-Восточной Азии.

Ученые также опасаются супербактерии туберкулеза, поскольку почти половина штаммов этого патогена устойчива к изониазиду и другим средствам противотуберкулезной терапии. Шестнадцать процентов штаммов не поддаются воздействию ни одного из имеющихся антибиотиков. Такие суперустойчивые туберкулезные палочки выявлены в Индии и Ираке.


Суперантибиотики против супербактерий

Для борьбы с супербактериями ученые создают новые антибиотики либо модифицируют существующие под генетические изменения в конкретных микроорганизмах. Именно этот путь выбрали исследователи МГУ, разработавшие принципиально новый гибридный антибиотик — митохондриально направленный антиоксидант, воздействующий на мембранный потенциал, который обеспечивает бактериальные клетки энергией.

Другой перспективный препарат создан на основе теиксобактина — антибиотика, открытого в 2015 году в образцах почвы. Совсем недавно ученые успешно применили его синтетическую форму для лечения бактериальной инфекции у лабораторных мышей. Предполагается, что это лекарство поможет в борьбе с метициллин-резистентным стафилококком и энтерококком, устойчивым к ванкомицину.


Помимо антибиотиков, ученые разрабатывают и совершенно новые классы препаратов. Так, исследователи из российско-американской лаборатории биомедицинской химии ИХБФМ СО РАН создали аналоги нуклеиновых кислот — фосфорилгуанидины, умеющие проникать в клетку и вступать во взаимодействие с ДНК и РНК, уничтожая бактерию. Ученые отмечают, что в будущем такие вещества можно будет создавать под каждый конкретный патоген на основе анализа его генома.

Еще один точечный метод — бактериофаги, то есть вирусы, поражающие бактериальные клетки. Совсем недавно команда ученых из ИБХ РАН, ИТЭБ РАН и ИБФМ имени Г. К. Скрябина РАН научила фермент бактериофага Т5 разрушать клеточные стенки бактерии кишечной палочки даже с утолщенной из-за мутаций мембраной. Кроме того, исследователи выяснили, что фермент эффективнее уничтожает бактерии, когда ему помогает агент (например, хлоргексидин в очень низких концентрациях).

Эксперты все же считают, что с супербактериями лучше бороться с помощью антибиотиков. Но необходимо ограничивать их свободную продажу в аптеках и применение в сельском хозяйстве — иначе даже новые высокоэффективные препараты не помогут.

Читайте также:

Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.

Copyright © Иммунитет и инфекции