К 2050 году может не остаться эффективных антибиотиков
Все больше и больше бактерий иммунизируются доступными для медицины антибиотиками. В результате через несколько десятков лет человечество может снова массово умирать от тех же бактериальных инфекций, что и до эпохи антибиотиков.
Пока мы этого не чувствуем, но постепенно теряем уверенность в том, что наше лечение современно. Проблема не только в движении против вакцин, которое может уничтожить коллективный труд и позволить возобновить опасные эпидемии. Второе несчастье, с которым мы скоро столкнемся, заключается в том, что весь спектр антибиотиков со временем перестает справляться со все более «умными» микроорганизмами. Прогнозы говорят, что в 2050 году антибиотики, представленные на рынке, больше не защитят нас от смертельных болезней, которые будут приводить к 10 миллионам смертей в год.
Очень мало новых антибиотиков. Почему?
До изобретения антибиотиков мы могли умереть не только из-за пневмонии, но даже в результате инфекции, вызванной небольшим порезом, который мог закончиться гангреной. Огромной угрозой была стенокардия, вызванная очень распространенными стрептококками. Осложнения после стенокардии, миокардита или инфекционного эндокардита приводили к повреждению суставов из-за воспаления.
Когда в 1960-х годах массово появились антибиотики, то они практически полностью уничтожили инфекции. Сегодня антибиотики стали жертвой собственной популярности — их используют как в ситуациях требующих этого, так и в тех, которые исключают их использование.
Антибиотик для всего
Антибиотики назначаются в соответствии с симптомами, которые есть у пациента. Лекарство подбирается в зависимости от типа инфекции. Иногда, однако, оно не подходит, и тогда назначают антибиотик из другой группы, что особенно важно при быстро прогрессирующих инфекциях.
Иногда врачи также назначают антибиотики «на всякий случай», иногда под давлением пациентов. И последние часто не принимают все предписанные дозы, прекращая лечение всякий раз, когда наступает улучшение. Иногда они хранят несколько таблеток антибиотиков, которые принимают, когда считают нужным. Таким образом, бактерии в их организме выживают, вырабатывая иммунитет против данного вещества, а многие из тех, которые заставляют организм работать должным образом, например, компоненты кишечной флоры погибают.
Но принятие полной дозы антибиотика больше не дает гарантии излечения, потому что бактерии научились создавать системы, которые защищают их от смертельных эффектов лекарства. В результате мы вступаем в эру до антибиотиков.
Бактерии могут приобретать устойчивость к антибиотикам как из-за спонтанных мутаций, так и гораздо более умным способом, о котором до недавнего времени не подозревали. Что ж, бактерии, принадлежащие не только к разным штаммам, но даже к разным видам (!), могут передавать друг другу гены устойчивости к антибиотикам посредством их горизонтального переноса. Это делается с помощью плазмид, «движущихся» молекул в нехромосомной ДНК, которые кодируют гены устойчивости и как посылки передаются другим бактериям. Такие генные обмены наиболее легко происходят, когда происходит контакт многих различных бактерий, например, на очистных сооружениях.
Супербактерия или Нью-Дели у нашей двери
Проблема устойчивости к антибиотикам в значительной степени затрагивает больницы, где присутствие многих штаммов и видов бактерий и массовое использование антибиотиков создали особые условия для появления устойчивых к лекарствам. Пищевая промышленность, которая использует огромное количество антибиотиков для производства продуктов питания.
В результате всех этих процессов уже появились штаммы бактерий, устойчивые ко всем классам антибиотиков, такие как Нью-Дели или Klebsiella pneumoniae — возбудитель пневмонии, который принадлежит к группе кишечных бактерий. Экзотическое название предполагает, что ареал обитания этой бактерии ограничен тропическими странами. Но это не так. Нью-Дели уже встречается во всех странах. Бактерии с множественной лекарственной устойчивостью нельзя победить с помощью обычно используемых антибиотиков, а это означает, что все больше и больше людей умирает от бактериальных инфекций. Например, в Европейском союзе около 25 000 человек в год.
Где новые антибиотики?
Новые антибиотики — это самая большая проблема. С тех пор как Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году, ученые обнаружили и синтезировали более 100 других антибактериальных соединений. Большинство этих открытий было сделаны в 1940–60-х годах двадцатого века. С 1987 года стагнация в этой области наблюдается уже почти 30 лет. Только в 2015 году машина запустилась заново благодаря ученым из Северо-восточного университета в Бостоне, штат Массачусетс, которые обнаружили вещество, борющееся, с туберкулезом, сепсисом и инфекциями, вызванные золотистым стафилококком. В 2017 году исследователям из Научно-исследовательского института Скриппса в Сан-Диего, Калифорния, удалось синтезировать гораздо более эффективный аналог ванкомицина. Но этого слишком мало. Почему так происходит?
Антибиотики, которые мы используем сегодня — это в основном натуральные продукты жизнедеятельности обитающих в почве организмов — почвенные бактерии и грибы. Их используют для борьбы с другими микробами. В конце 1980-х годов ученые, работающие над открытием новых антибиотиков, зашли в тупик, потому что оказалось, что они уже изучили возможности всех почвенных бактерий, которые возможно было вырастить в лаборатории. Однако, они составляют небольшую долю почвенных микроорганизмов, которые не переносят лабораторных условий. Вот почему исследователям сейчас трудно синтезировать новые антибиотики и пытаться изучать другие вещества в почве вне лаборатории, что также связано с различными трудностями. Отсюда и застой в исследованиях.
Что же нас ждет через 30 лет?
Наконец, мы подошли к катастрофическим прогнозам. Что ж, если бактерии будут оставаться невосприимчивыми к лекарствам, которые у нас есть, и в области разработки новых антибиотиков все останется на прежнем уровне, в ближайшие несколько десятилетий миллионы людей снова начнут умирать из-за бактериальных инфекций. Согласно отчету «Обзор устойчивости к противомикробным препаратам» подготовленному в 2014 году экспертами комиссии, созданной британским правительством, до 2050 года будет ежегодно умирать до 10 миллионов человек в мире в результате повышения устойчивости к антибиотикам. Это больше, чем от рака. Это реальный прогноз?
Знаменитый доклад швейцарских и австралийских ученых «Об устойчивости к противомикробным препаратам» подверг критике британцев, обвинив их в упоминании числа «10 миллионов» без поддержки фактами и реальными сценариями. Однако, эти исследователи не предоставили свои собственные оценки количества смертей в будущем из-за устойчивости бактерий к антибиотикам.
Тем не менее все едины во мнении, что угроза устойчивых к антибиотикам бактериальных штаммов огромна и она постоянно растет, становясь все более актуальной проблемой в современном мире. Все больше и больше людей умирают из-за неэффективности лекарств в борьбе с бактериальными инфекциями.
Что мы можем сделать?
Надеждой на борьбу с устойчивостью к антибиотикам у бактерий является использование бактериофагов (то есть вирусов, которые борются с бактериями).
Недавно мы также узнали о новом методе определения устойчивости к антибиотикам у бактерий, который был создан аспирантами кафедры бактериальной генетики биологического факультета Варшавского университета. Идея основана на использовании простого и широко используемого в больницах методе. Речь идет о ПЦР (полимеразной цепной реакции), которая дублирует генетический материал для исследований. Докторанты разработали программное обеспечение, позволяющее быстро выбирать реагенты, которые безошибочно указывают на фрагменты, ответственные за лекарственную устойчивость в воспроизводимом генетическом материале бактерий. Как уверяют изобретатели, он может ускорить анализ в 10 раз по сравнению с классической антибиотикограммой.
Можем ли мы что-то сделать сами, чтобы ограничить распространение лекарственной устойчивости у бактерий? Всемирная организация зравоохранения указывает три таких момента:
1. Используйте только антибиотики, предписанные врачом (и не давите на него, чтобы он назначал антибиотик при вирусной инфекции);
2. Принимайте полный курс антибиотиков, предписанный врачем, даже если мы уже чувствуем себя лучше;
3. Никогда не передавайте свои антибиотики кому-либо еще и не нарушайте дозу.