Супербактерии и антибиотикорезистентность

В далеком 1928 году микробиолог Александр Флеминг открыл первый в мире антибиотик — пенициллин. Более десятилетия его научные эксперименты были не востребованы, и только с 1940-х годов началось активное изучение и практическое применение этого вещества. Антибиотики стали настоящей революцией в медицине: их применение спасло миллионы людей и увеличило среднюю продолжительность жизни на 23 года.¹

Однако современные врачи столкнулись с глобальной проблемой — антибиотики работают все хуже или вовсе перестают действовать. Основная причина — развитие лекарственной устойчивости (резистентности) бактерий ко многим препаратам. Сегодня разберемся, почему так происходит и какими способами можно преодолеть эту ситуацию.

Особенности разработки новых классов антибиотиков

На вторую половину XX века пришелся пик создания антибактериальных препаратов. Большинство медикаментов, которые сейчас представлены на полках аптек, были впервые зарегистрированы в 50-70-х годах прошлого столетия. В XXI веке процесс разработки новых формул значительно замедлился. С 2017 года было одобрено только 12 новых препаратов, причем 10 из них относятся к уже известным классам и имеют аналогичные показатели устойчивости бактерий.²

Существует 4 основные проблемы в разработке принципиально новых антибактериальных препаратов:

● длительный и сложный процесс клинических испытаний лекарства — в среднем от создания формулы до ее внедрения в практику проходит 10-15 лет;

● низкий процент успеха — из 30 препаратов, допущенных к исследованиям, в среднем только 1-2 лекарства будут одобрены для применения у пациентов;

● дороговизна исследовательского процесса — на запуск одного лекарства у компании уходит около 1 млрд долларов, при этом никто не может гарантировать окупаемость;

● дефицит новых научных идей — до сих пор возникают сложности при изучении молекулярно-генетических механизмов функционирования бактерий, из-за чего затруднена разработка препаратов с инновационными механизмами действия.

Насколько серьезна проблема антибиотикорезистентности

Все антибиотики объединены в 16 классов, в каждом из которых представлены разные варианты лекарственных формул. С момента открытия противомикробных средств было разработано несколько тысяч медикаментов, но сейчас используются не более 5%. Остальные потеряли свою актуальность из-за постоянно возрастающей резистентности бактерий.

Антибиотикорезистентность — глобальная проблема, которая затрагивает все страны и континенты. По данным ВОЗ, за 2019 год от инфекций, вызванных лекарственно-устойчивыми бактериями, в мире умерло 1,27 млн людей, а еще 4,95 млн смертей косвенно связаны с этим фактором.³ Если такая тенденция будет сохраняться, к 2050 году антибиотикорезистентность будет вызвать около 10 млн смертей в год — это примерно 1 смерть каждые 3 секунды.⁴

Серьезные опасения вызывает тот факт, что бактерии приспосабливаются к препаратам намного быстрее, чем идет разработка новых более сильных лекарств. Таким образом любое бактериальное воспаление, которое сейчас успешно лечится антибиотиками, со временем может стать опасной и потенциально смертельной инфекцией.

Почему возникает антибиотикорезистентность

Механизм высокой лекарственной устойчивости бактерий заключается в их способности к мутациям и приобретению новых свойств. Небольшие изменения в геноме обеспечивают разные способы противодействия лекарствам: появление плотной капсулы, наличие ферментов для расщепления антибиотика, адаптация к бескислородной среде и т.д. У бактерий появляются гены резистентности, которые могут быстро распространяться между микроорганизмами благодаря мобильным генетическим элементам.

Развитию антибиотикорезистентности способствуют такие факторы:

● склонность населения к самолечению антибиотиками и несоблюдение некоторыми аптеками правил рецептурной продажи таких препаратов;

● неправильный режим лечения антибиотиками: слишком короткий курс, ошибочно рассчитанная дозировка, несоблюдение кратности введения;

● неправильный эмпирический подбор противомикробного препарата, отказ от лабораторных исследований для выделения микроорганизма и определения его антибиотикочувствительности;

● неоправданное применение антибиотиков при вирусных и грибковых инфекциях;

● использование сильных препаратов широкого спектра в тех ситуациях, когда узконаправленные антибиотики будут не менее эффективны;

● повсеместное использование антибиотиков в пищевой и сельскохозяйственной промышленности.

Что такое супербактерии

В связи с темой антибиотикорезистентности в медицине появилось новое понятие — супербактерии. Так называют микроорганизмы, устойчивые к большинству противомикробных препаратов. Эти патогены представляют наибольшую опасность, поскольку не поддаются стандартным схемам лечения, а некоторые из них могут противостоять даже сильным антибиотикам резерва. В европейских странах супербактерии ежегодно становятся причиной более 30 тыс. смертей.⁵

Группа супербактерий подразделяется на 3 подтипа по степени лекарственной устойчивости:

● Тип 1 — критическая антибиотикорезистентность: ацинетобактерии Баумана, синегнойная палочка, некоторые штаммы клебсиеллы, кишечной палочки, протея и серрации.

● Тип 2 — высокая устойчивость: энтерококк фэциум, метициллин- и ванкомицин-резистентные стафилококки, хеликобактерная инфекция, некоторые виды кампилобактерий, сальмонелл, гонококков.

● Тип 3 — средняя устойчивость: пневмококки, гемофильная палочка, шигелла.

Пути преодоления антибиотикорезистентности

Для решения проблемы лекарственной устойчивости к противомикробным препаратам предлагается комплексная стратегия. Ее основные направления отражены в Глобальном плане действий ВОЗ:

● оптимизация схем антибиотикотерапии и коррекция показаний к ее применению;

● просветительская работа среди населения о недопустимости самолечения антибиотиками;

● тщательное регулирование рецептурной продажи антибиотиков в аптечных сетях;

● ограничение применения противомикробных препаратов в животноводстве в качестве стимуляторов роста;

● максимальный охват населения вакцинацией для формирования популяционного иммунитета от распространенных бактериальных инфекций;

● реализация государственных программ для противодействия распространению супербактерий;

● тщательное соблюдение противоэпидемических норм в стационарах для профилактики лекарственно-устойчивых внутрибольничных инфекций;

● инвестиции в разработку новых классов противомикробных препаратов.

На данный момент продолжается создание новых видов антибиотиков. В 2015 году ученые открыли препарат теиксобактин, который уничтожает бактерии благодаря двум механизмам воздействия на клеточную стенку. Препарат эффективно борется с разными типами патогенов, в том числе с супербактериями пневмококка, туберкулезной палочки и стафилококка.⁶ В конце 2023 года ученые из Массачусетского и Гарвардского университета сообщили об открытии нового типа антибиотика, который предположительно будет эффективен против метициллинрезистентных стафилококков и устойчивых к ванкомицину энтерококков.⁷ Эти лекарственные вещества пока находятся на этапе исследований.

¹ https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369527419300190
² https://www.who.int/news/item/22-06-2022-22-06-2022-lack-of-innovation-set-to-undermine-antibiotic-performance-and-health-gains
³ https://iris.who.int/bitstream/handle/10665/364996/9789240062702-eng.pdf?sequence=1
⁴ https://www.unep.org/topics/chemicals-and-pollution-action/pollution-and-health/antimicrobial-resistance-global-threat
⁵ https://www.ecdc.europa.eu/en/publications-data/health-burden-infections-antibiotic-resistant-bacteria-2016-2020
⁶ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0076687921005127
⁷ https://www.nature.com/articles/s41586-023-06887-8