Как бактерия становится супербактерией?
Бактерии, приобретшие устойчивость к антибиотикам, также известные как супербактерии, представляют собой серьезную проблему для здравоохранения. Они являются результатом чрезмерного использования антибиотиков не только у людей, но и у домашнего скота; Чем больше бактерия подвергается воздействию антибиотика, тем выше вероятность развития у нее устойчивости.
Бактерии повсюду — от экрана вашего телефона до гидротермальных источников с температурой 400 °C на дне океана. В нашем организме и на нашем теле живут «хорошие» бактерии, которые помогают поддерживать здоровье кишечника и кожи, но многие бактерии могут стать причиной болезни.
С тех пор как Александр Флеминг открыл пенициллин в 1928 году, антибиотики стали суперрешением проблемы бактериальных инфекций. Антибиотики убивают бактерии, но по случайности (она же эволюция) бактерия может устоять перед убийственным действием антибиотика. Если эта устойчивая к антибиотикам бактерия размножается, она передает эту устойчивость своему потомству.
Где мы используем антибиотики, и как они влияют на нас?
Антибиотики произвели революцию в здравоохранении. Их использование позволило избавить людей от необходимости умирать от таких болезней, как холера, тиф, пневмония или сифилис. Например, в США после появления антибиотиков неинфекционные заболевания вытеснили инфекционные в качестве основной причины смерти, а средняя продолжительность жизни при рождении увеличилась до 78,8 лет.
Сегодня антибиотики являются неотъемлемой частью нашей медицинской системы, но мы также чрезмерно злоупотребляем ими.
Чрезмерное потребление людьми
Исследования показывают, что устойчивость микроорганизмов к лекарствам выше в странах с более высоким уровнем использования антибиотиков и проблемой их чрезмерного назначения.
Согласно одному из исследований, в период с 2000 по 2018 год потребление антибиотиков выросло на 46 %. В эти годы наибольший скачок в использовании антибиотиков наблюдался в развивающихся странах, в частности, в странах с низким и средним уровнем дохода — на 76 %. В Южной Азии произошел самый большой скачок в использовании антибиотиков... увеличение на 116 %!
За последние 20 лет в результате чрезмерного и небрежного применения антибиотиков, назначенных врачом, появился ряд бактериальных патогенов с множественной лекарственной устойчивостью и даже с чрезвычайной лекарственной устойчивостью, или супербактерий.
Антибиотики и животноводство
Антибиотики также используются для того, чтобы уберечь домашний скот от болезней.
Мы потребляем в три раза больше мяса, чем 50 лет назад. Отчасти это связано с увеличением численности населения, а также с ростом доходов. Антибиотики снижают заболеваемость, но их также используют для увеличения роста животных.
Сообщается, что 50-80 % всех антибиотиков, продаваемых в развитых странах, идет на корм скоту. Это считается выгодным для тех, кто выращивает животных.
Бактерии домашнего скота могут выработать устойчивость и попасть в окружающую среду либо через отходы животного, либо в его плоть. В конечном итоге мы едим животное или пищу, на поверхности которой могут находиться бактерии, и можем столкнуться с таким устойчивым штаммом. Таким образом, бактерии животных могут попасть на человека и привести к заболеванию, если такое воздействие станет частым.
Метициллинрезистентный золотистый стафилококк
Первым крупным случаем устойчивости к антибиотикам, о котором узнала общественность, стал внутрибольничный метициллинрезистентный золотистый стафилококк.
В больницах до появления антибиотиков в начале 1940-х годов большинство инфекций, особенно пневмония, вызывались золотистым стафилококком.
Поначалу эти бактерии были чувствительны к пенициллину, но уже к 1950-м годам появились устойчивые к пенициллину разновидности S. aureus. Синтетический пенициллин под названием метициллин был представлен потребителям в начале 1960 года и использовался для лечения S. aureus. Однако к концу 1960-х годов появились новые штаммы S. aureus, устойчивые к метициллину. Этот штамм быстро распространился и к 1980-м годам был обнаружен по всему миру.
Метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA) стал известен как «больничная супербактерия«». MRSA вызывает кожные инфекции и другие серьезные последствия, которые могут привести к пневмонии, инфекциям кровотока и даже смерти.
Пагубное воздействие на микробиом кишечника
Около 40 триллионов бактериальных и примерно 30 триллионов человеческих клеток составляют микробиом кишечника человека. Физиологические функции человеческого организма, выработка витаминов и иммунная система зависят от микробиома кишечника.
При чрезмерном употреблении антибиотиков широкого спектра действия микробиом нашего кишечника изменяется.
Снижение микробного разнообразия, изменение функциональных характеристик микробиоты и повышение восприимчивости к патогенным инфекциям — все это изменения микробного состава, вызванные антибиотиками, которые могут негативно сказаться на здоровье человека. Пагубные последствия необдуманного приема антибиотиков для здоровья человека включают системные инфекции, хроническую диарею и воспаления.
Заключение
Согласно исследованию, опубликованному в журнале , в 2019 году устойчивость бактерий к противомикробным препаратам была связана с примерно 5 миллионами человеческих смертей во всем мире. Исследователи прогнозируют, что в ближайшие годы этот показатель будет только расти.
Чтобы справиться с этой проблемой, ученые ищут решения. Одним из решений могут стать бактериофаги — вирусы, которые атакуют и убивают бактерии. При фаговом лечении используются бактериофаги, нацеленные на конкретные бактерии, например, на те, которые связаны с инфекционными заболеваниями.
Большинство бактериофагов специфичны для своих целей. Этого нельзя сказать об антибиотиках, многие из которых действуют на широкий спектр бактерий. Врачи и ученые объединяются и используют фаговую терапию в качестве последнего средства для пациентов, заразившихся инфекцией с множественной лекарственной устойчивостью.