Професор Франк Ареструп про те, чи є шанс вижити в еру постантибиотическую

Людство продовжує програвати боротьбу з бактеріями. Процес виникнення і поширення стійких штамів відбувається з величезною швидкістю. Все частіше з'являються і так звані панрезистентные супербактерії, стійкі абсолютно до всіх використовуваних нині препаратів. Про наслідки для людства бактеріальної резистентності розповів "ВД" відомий європейський дослідник, професор Датського технічного університету, голова дослідницької групи геномної епідеміології Франк Ареструп.

"ВД" Професор, чи означає відкриття гена бактеріальної стійкості до колистину кінець ери антибіотиків?

Ф. А. Це, звичайно, поганий знак. Мова йде про бактерій, стійких до колистину, розробленим ще в 50-ті роки. Це так званий "антибіотик запасу", тобто останній засіб, який можна застосувати, щоб врятувати людині життя. Він використовується в крайньому випадку, оскільки це сильний препарат, але з безліччю побічних ефектів, головним з яких є потужний удар по нирках. Як тільки з'явились більш безпечні альтернативи, колістин перестали застосовувати, але про нього довелося згадати років 10 тому, коли бактерії виробили резистентність до більшості ліків. До недавніх пір препарат швидко і ефективно вбивав більшість інфекцій. Однак під час чергового моніторингу лікарської стійкості, проведеного в Південному Китаї, виявили резистентних до колистину бактерій. Як виявилося, антибіотик їх "не бере" завдяки раніше невідомому гену mcr-1. Він укладений в окремій молекулі ДНК, яка може вільно переміщатися між різними штамами і навіть спорідненими видами бактерій, тобто мікроорганізми можуть цим геном обмінюватися. Я б не сказав, що у зв'язку з цим на антибіотиках можна поставити хрест, але резистентність бактерій на генному рівні викликає серйозне занепокоєння.

"ВД" Ця проблема має відношення тільки до Китаю?

Ф. А. Після того як бактерії з mcr-1 знайшли в Китаї, наша дослідницька група виявила їх і в Данії. Носієм виявився хворий, яка заразилася на через кров в 2015 році. Крім того, резистентні до колистину мікроорганізми знайшли у п'яти пробах імпортного м'яса. Ці бактерії також мали генами, що забезпечують захист від інших антибіотиків, зокрема пеніциліну і цефалоспоринів. Швидше за все, генетично стійкі мікроорганізми вже поширилися по всьому світу: в інших країнах їх просто поки не шукали. Звичайно, без колістіна людство в один день не вимре, але поширення генетично стійких до "антибіотика запасу" бактерій потребує кардинально нових засобів боротьби з інфекціями, а це передбачає серйозні інвестиції. Вживати певні заходи, очевидно, доведеться, адже такі препарати, як колістин, є невід'ємним компонентом хіміотерапії при лікуванні раку, пересадці органів, складних хірургічних операціях тощо Без препаратів цієї групи всі згадані види лікування будуть супроводжуватися важкими ускладненнями.

"ВД" Яким чином у бактерій міг з'явитися mcr-1?

Ф. А. Очевидно, що цей ген сформувався в Китаї в організмі тварин і птиці, яким місцеві фермери у великих кількостях згодовували колістин для стимулювання їх зростання. Встановлено, що саме в Китаї найчастіше в корму додають цей антибіотик. У Європі застосування колістіна в сільському господарстві заборонено.

"ВД" Навіщо тварин годують антибіотиками?

Ф. А. Насамперед вони сприяють підвищеної продукції гормону росту та швидкому набору тваринам маси тіла, що, зрозуміло, збільшує його товарну вартість. Щоденне використання відносно невеликих доз препарату на 20% підвищує приріст ваги. Крім того, антибіотики дають в профілактичних або лікувальних цілях. На фермах, за високої скупченості тварин і птахів, швидко поширюються інфекції, а антибіотики запобігають цей процес. Але з якою б метою тварин не годували цими препаратами, вони накопичуються в м'ясі і передаються потім в певних дозах людині.

"ВД" Що в цій ситуації можна зробити?

Людина зовсім не беззбройний, як це може здатися. На зміну антибіотиків приходять антибактеріальні препарати нового покоління. Ідея в тому, щоб зрозуміти механізми вироблення бактеріями резистентності і або зупинити такі процеси, або змусити мікроорганізми працювати на благо людини

Ф. А. Відмовитися від застосування антибіотиків в сільському господарстві. Наприклад, Данія наприкінці 90-х першою в Європі запровадила заборону на застосування їх у якості стимуляторів росту тварин. У підсумку це не тільки не завдало значної шкоди доходів фермерів, але і сприяло значному зниженню факторів стійкості до антибіотиків на фермах і в м'ясі тварин. Німеччина, заборонивши використання авопарцина на птахофермах, домоглася того, що кількість ентерококів, стійких до препарату, за чотири роки після заборони знизилася в три рази. Звичайно, найближчим часом світові фермери навряд чи відмовляться від антибіотиків, але в ситуації, коли препарати один за іншим втрачають лікувальні властивості, необхідно приймати певні заходи. Наприклад, визначати регіони, в яких стійкість мікроорганізмів до якихось класами антибіотиків вище, і терміново змінювати ці ліки на інші.

"ВД" А як можна зробити прийом антибіотиків максимально ефективним для людини?

Ф. А. Існує загальне правило, якого, на жаль, медики не завжди слідують: перед тим, як призначати терапію, особливо у випадках серйозних інфекційних захворювань, спричинених певною бактерією, необхідно встановити, до яких антибіотиків даний мікроорганізм не чутливий. Тобто потрібен максимально точний діагноз. До речі, в Данії завдяки раціональному використанню антибактеріальних препаратів резистентних бактерій не так багато. А стійкість тих, які є, вдалося істотно знизити. Зокрема, при проведенні хіміотерапії за більшу частину які заносять інфекцій відповідають грамнегативні бактерії клебсієли. Так от, вдалося зменшити їх резистентність з 70-85 до 10-15%. Секрет у тому, щоб у кожному випадку підбирати найбільш підходящий препарат і призначати його тільки тоді, коли немає інших альтернатив. У вигляді антибіотиків людство отримало потужну зброю, але розпоряджається їм, застосовуючи часто не за призначенням, абсолютно некоректно.

"ВД" Знаменитий американський інфекціоніст Річард Вензель каже, що бактерії набагато мудріші людей, тому що старше. Чи є реальний шанс перемогти їх?

Ф. А. Звичайно, в активі мікроорганізмів величезний еволюційний потенціал, здатність пристосовуватися до різних умов, мутувати. Так, за даними американського Центру з контролю і профілактики захворювань в США в 1980-1984 роках з'явилося близько 18 нових антибіотиків, 10 років потому - близько 12, на початку нового сторіччя - чотири, а в 2010-2014 роках - тільки один. Але людина зовсім не беззбройний, як це може здатися. На зміну антибіотиків приходять антибактеріальні препарати нового покоління. Ідея в тому, щоб зрозуміти механізми вироблення бактеріями резистентності і або зупинити такі процеси, або змусити мікроорганізми працювати на благо людини. Завдяки розвитку аналітичної хімії та геноміки з'явилося досить багато кандидатів, що претендують на статус антибактеріальних препаратів майбутнього.

"ВД" Які з них, на ваш погляд, найбільш перспективні?

Ф. А. З використанням генетичних інструментів і нанотехнологій. Такими розробками займається, наприклад, американське агентство перспективних наукових досліджень при міністерстві оборони - DARPA. Його фахівці розробляють принципово нову терапію бактеріальних інфекцій для військових. Це, зокрема, використання наночасток і нанороботів, які розпізнають і знищують будь-які мікроорганізми. У різних лабораторіях світу працюють над цільовим знищенням резистентних бактерій за допомогою системи CRISPR, націленої на конкретні гени стійкості. Такі розробки, безумовно, мають велике майбутнє.

"ВД" Може стати ефективною альтернативою розробці нових антибіотиків phage терапія?

Ф. А. Використання бактеріофагів - вірусів, що вражають клітини бактерій, ускладнюється проблемами з їх доставкою в уражені мікроорганізмами тканини, а також тим, що вони здатні передавати один одному гени, що забезпечують опірність вірусам. Крім того, це дорога процедура з безліччю потенційних побічних ефектів. Але якщо удосконалити технологію, знизивши до мінімуму пов'язані з нею ризики, у неї, безумовно, є майбутнє. Наприклад, зовсім недавно придумали методику, що використовує бактеріофаги, які не вбивають бактерії, а редагують їх геном, дозволяючи потім знищити патогенні клітини звичайними препаратами.

"ВД" Що ви думаєте про напівсинтетичних антибіотиків?

Ф. А. Це одне з найбільш багатообіцяючих напрямків. Клітинна інженерія допомагає одержувати гібридні антибіотики, наприклад, з новими комбінаціями компонентів. Прикладом такої розробки є спектинамидес - ліки проти туберкульозу. Цей напівсинтетичний препарат вже довів свою ефективність у процесі лабораторних випробувань і зараз проходить клінічні тести. Спектинамидес створили на базі антибіотика для лікування гонорейних інфекцій - спектиномицина, який блокує рибосоми патогенних бактерій і тим самим зупиняє їх зростання. Новий препарат вбиває не тільки збудники туберкульозу, але і більшість мультирезистентних бактерій. Тобто класичні антибіотики, отримані з натуральних продуктів, можна переробити і отримати набагато більш потужні напівсинтетичні, здатні подолати лікарську стійкість.

"ВД" Яким повинен бути ідеальний антибіотик?

Ф. А. На зорі імунології Пауль Ерліх, основоположник хіміотерапії, сформулював теорію "золотої кулі". Ідея в тому, що в кожній бактерії є якась певна мішень і ідеальне ліки - "золота куля" - повинно бити тільки по ній, не зачіпаючи нічого іншого. Тобто мішені в бактеріях - це мішені для "золотих куль", якими є антибіотики. Кожна речовина, що володіє антибактеріальною властивістю, що має бути, з одного боку, надзвичайно токсичні для бактерій, а з іншого - абсолютно нешкідливо для живого організму.