Mikro-organismien antibioottiresistenssi: määritysmenetelmät

Antibiootit ovat yksi lääketieteen suurimmista saavutuksista, ja ne pelastavat kymmenien ja satojen tuhansien ihmisten hengen joka vuosi. Kuten sanonta kuuluu, jopa vanha nainen voi tehdä virheen. Se, mikä ennen tappoi taudinaiheuttajia, ei enää toimi yhtä hyvin kuin ennen. Mikä siis on syynä: ovatko mikrobilääkkeet pahentuneet vai onko syynä antibioottiresistenssi?

Antibioottiresistenssin määrittäminen

Mikrobilääkkeet (AMD), joita yleisesti kutsutaan antibiooteiksi, kehitettiin alun perin bakteeri-infektioiden torjumiseksi. Ja koska erilaisia sairauksia voi aiheuttaa useat bakteerityypit, jotka on yhdistetty ryhmiin, kehitettiin alun perin lääkkeitä, jotka tehoavat tiettyyn tartuntatautien aiheuttajien ryhmään.

Mutta bakteerit, vaikkakin yksinkertaisimmat, kehittävät aktiivisesti organismeja ja hankkivat ajan myötä yhä enemmän uusia ominaisuuksia. Itsesäilytysvaisto ja kyky sopeutua erilaisiin elinolosuhteisiin vahvistavat patogeenisiä mikro-organismeja. Vastauksena elämään kohdistuvaan uhkaan ne alkavat kehittää kykyä vastustaa sitä erittämällä salaisuuden, joka heikentää tai neutraloi kokonaan mikrobilääkkeiden vaikuttavan aineen vaikutuksen.

Käy ilmi, että aiemmin tehokkaana pidetyt antibiootit lakkaavat toimimasta. Tässä tapauksessa puhutaan antibioottiresistenssin kehittymisestä lääkkeelle. Eikä tässä ole kyse lainkaan AMP:n vaikuttavan aineen tehokkuudesta, vaan patogeenisten mikro-organismien lisääntymismekanismeista, joiden seurauksena bakteerit tulevat epäherkiksi niitä vastaan torjuville antibiooteille.

Antibioottiresistenssi ei siis ole muuta kuin bakteerien herkkyyden vähenemistä niitä tuhoaville mikrobilääkkeille. Tästä syystä hoito näennäisesti oikein valituilla lääkkeillä ei anna odotettuja tuloksia.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Antibioottiresistenssin ongelma

Antibioottihoidon tehottomuus, joka liittyy antibioottiresistenssiin, johtaa taudin etenemiseen ja vaikeutumiseen, minkä seurauksena sen hoito vaikeutuu entisestään. Erityisen vaarallisia ovat tapaukset, joissa bakteeri-infektio vaikuttaa elintärkeisiin elimiin: sydämeen, keuhkoihin, aivoihin, munuaisiin jne., koska tässä tapauksessa viivytys on kuoleman veroinen.

Toinen vaara on, että jotkut sairaudet voivat kroonistua, jos antibioottihoito ei ole riittävä. Ihmisestä tulee tietyn ryhmän antibiooteille resistenttien, kehittyneiden mikro-organismien kantaja. Hänestä tulee tartuntalähde, jota vastaan on turha taistella vanhoilla menetelmillä.

Kaikki tämä ajaa lääketiedettä keksimään uusia, tehokkaampia lääkkeitä, joissa on muita vaikuttavia aineita. Mutta prosessi kulkee jälleen kehää antibioottiresistenssin kehittyessä uusille mikrobilääkkeille.

Jos joku luulee, että antibioottiresistenssiongelma on syntynyt vasta äskettäin, hän on pahasti väärässä. Tämä ongelma on yhtä vanha kuin maailma. No, ehkä ei niin vanha, mutta silti se on jo 70–75 vuotta vanha. Yleisesti hyväksytyn teorian mukaan se ilmestyi samaan aikaan ensimmäisten antibioottien käyttöönoton kanssa joskus 1940-luvulla.

Vaikka on olemassa käsitys mikro-organismien resistenssiongelman aikaisemmasta ilmaantumisesta, ennen antibioottien keksimistä tätä ongelmaa ei juurikaan käsitelty. Onhan luonnollista, että bakteerit, kuten muutkin elävät olennot, yrittivät sopeutua epäsuotuisiin ympäristöolosuhteisiin ja tekivät sen omalla tavallaan.

Patogeenisten bakteerien resistenssiongelma muistutti meitä itsestään, kun ensimmäiset antibiootit ilmestyivät. Tosin asia ei ollut tuolloin niin kiireellinen. Tuolloin kehitettiin aktiivisesti erilaisia antibakteeristen aineiden ryhmiä, mikä johtui jossain määrin maailman epäsuotuisasta poliittisesta tilanteesta, sotilaallisista toimista, joissa sotilaat kuolivat haavoihin ja verenmyrkytykseen vain siksi, ettei heille voitu antaa tehokasta apua tarvittavien lääkkeiden puutteen vuoksi. Näitä lääkkeitä ei yksinkertaisesti ollut vielä olemassa.

Eniten kehitystä tehtiin 1900-luvun 50- ja 60-luvuilla, ja seuraavien kahden vuosikymmenen aikana niitä parannettiin. Edistys ei kuitenkaan päättynyt siihen, mutta 80-luvulta lähtien antibakteeristen aineiden kehitys on huomattavasti vähentynyt. Olipa kyse sitten tämän yrityksen korkeista kustannuksista (uuden lääkkeen kehittäminen ja julkaiseminen nykyään saavuttaa 800 miljoonan dollarin rajan) tai uusien ideoiden banaalisesta puutteesta innovatiivisten lääkkeiden "militanttisten" vaikuttavien aineiden suhteen, mutta tässä yhteydessä antibioottiresistenssin ongelma on saavuttamassa uuden pelottavan tason.

Kehittämällä lupaavia AMP-lääkkeitä ja luomalla uusia lääkeryhmiä tutkijat toivoivat voivansa voittaa useita bakteeri-infektiotyyppejä. Mutta kaikki ei osoittautunutkaan niin yksinkertaiseksi antibioottiresistenssin ansiosta, joka kehittyy melko nopeasti tietyissä bakteerikannoissa. Innostus hiipuu vähitellen, mutta ongelma pysyy ratkaisemattomana pitkään.

On edelleen epäselvää, miten mikro-organismit voivat kehittää vastustuskyvyn niitä tappaville lääkkeille? Tässä meidän on ymmärrettävä, että bakteerien "tappaminen" tapahtuu vain, kun lääkettä käytetään aiotulla tavalla. Mutta mitä meillä oikeastaan on?

Antibioottiresistenssin syyt

Tässä tulemme pääkysymykseen: kuka on syyllinen siihen, että bakteerit eivät kuole altistuessaan antibakteerisille aineille, vaan itse asiassa syntyvät uudelleen ja hankkivat uusia ominaisuuksia, jotka eivät ole kaikkea muuta kuin hyödyllisiä ihmiskunnalle? Mikä aiheuttaa tällaisia muutoksia mikro-organismeissa, jotka ovat monien ihmiskunnan vuosikymmeniä kamppailemien sairauksien syynä?

On selvää, että antibioottiresistenssin kehittymisen todellinen syy on elävien organismien kyky selviytyä erilaisissa olosuhteissa ja sopeutua niihin eri tavoin. Mutta bakteereilla ei ole mitään keinoa väistää tappavaa ammusta antibiootin muodossa, jonka teoriassa pitäisi tuoda ne kuolemaan. Joten miten ne eivät ainoastaan selviä, vaan myös kehittyvät rinnakkain farmaseuttisten teknologioiden kehittymisen kanssa?

On tärkeää ymmärtää, että jos on ongelma (meidän tapauksessamme antibioottiresistenssin kehittyminen patogeenisissä mikro-organismeissa), on olemassa myös provosoivia tekijöitä, jotka luovat sille olosuhteet. Juuri tätä asiaa yritämme nyt selvittää.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Antibioottiresistenssin kehittymiseen vaikuttavat tekijät

Kun henkilö tulee lääkäriin terveysongelmien kanssa, hän odottaa pätevää apua asiantuntijalta. Jos kyseessä on hengitystieinfektio tai muu bakteeri-infektio, lääkärin tehtävänä on määrätä tehokas antibiootti, joka estää taudin etenemisen, ja määrittää tähän tarkoitukseen tarvittava annos.

Lääkärillä on laaja valikoima lääkkeitä, mutta miten voit määrittää lääkkeen, joka todella auttaa selviytymään infektiosta? Toisaalta antimikrobisen lääkkeen määräämisen perustelemiseksi sinun on ensin selvitettävä taudinaiheuttajan tyyppi lääkevalinnan etiotrooppisen käsitteen mukaan, jota pidetään oikeimpana. Mutta toisaalta tämä voi kestää jopa 3 päivää tai enemmän, kun taas tärkeimpänä edellytyksenä onnistuneelle hoidolle pidetään oikea-aikaista hoitoa taudin alkuvaiheessa.

Lääkärillä ei ole muuta vaihtoehtoa kuin toimia käytännössä sattumanvaraisesti ensimmäisinä päivinä diagnoosin jälkeen hidastaakseen jotenkin taudin etenemistä ja estääkseen sen leviämisen muihin elimiin (empiirinen lähestymistapa). Määrätessään avohoitoa lääkäri olettaa, että tietyn taudin aiheuttajana voi olla tietyntyyppinen bakteeri. Tämä on syy lääkkeen alkuperäiseen valintaan. Lääkemääräystä voidaan muuttaa aiheuttavan tekijän analyysin tulosten perusteella.

Ja on hyvä, jos lääkärin määräys vahvistetaan testituloksilla. Muuten ei mene vain aikaa hukkaan. Tosiasia on, että onnistuneen hoidon edellytyksenä on toinenkin ehto - patogeenisten mikro-organismien täydellinen deaktivointi (lääketieteellisessä terminologiassa on käsite "säteilytys"). Jos näin ei tapahdu, eloonjääneet mikrobit yksinkertaisesti "selviävät taudista" ja kehittävät eräänlaisen immuniteetin antimikrobisen lääkkeen vaikuttavalle aineelle, joka aiheutti niiden "sairauden". Tämä on yhtä luonnollista kuin vasta-aineiden tuotanto ihmiskehossa.

Käy ilmi, että jos antibiootti valitaan väärin tai lääkkeen annostus ja antotapa ovat tehottomia, patogeeniset mikro-organismit eivät välttämättä kuole, vaan ne voivat muuttua tai saada aiemmin epätyypillisiä ominaisuuksia. Lisääntyessään tällaiset bakteerit muodostavat kokonaisia kantapopulaatioita, jotka ovat resistenttejä tietyn ryhmän antibiooteille, eli antibiooteille resistenttejä bakteereja.

Toinen tekijä, joka vaikuttaa negatiivisesti patogeenisten mikro-organismien alttiuteen antibakteeristen lääkkeiden vaikutuksille, on AMP:n käyttö karjankasvatuksessa ja eläinlääketieteessä. Antibioottien käyttö näillä alueilla ei ole aina perusteltua. Lisäksi taudinaiheuttajan tunnistamista ei useimmissa tapauksissa tehdä tai se tehdään myöhään, koska antibiootteja käytetään pääasiassa melko vakavassa tilassa olevien eläinten hoitoon, kun aika on kortilla eikä testituloksia voida odottaa. Ja kylässä eläinlääkärillä ei aina ole edes tällaista mahdollisuutta, joten hän toimii "sokeasti".

Mutta se ei olisi mitään, paitsi että on olemassa toinen suuri ongelma – ihmisen mentaliteetti, jossa jokainen on oma lääkärinsä. Lisäksi tietotekniikan kehitys ja mahdollisuus ostaa useimpia antibiootteja ilman lääkärin reseptiä vain pahentavat tätä ongelmaa. Ja jos otamme huomioon, että meillä on enemmän epäpäteviä itseoppineita lääkäreitä kuin niitä, jotka noudattavat tarkasti lääkärin määräyksiä ja suosituksia, ongelma on muuttumassa maailmanlaajuiseksi.

Maassamme tilannetta pahentaa se, että useimmat ihmiset ovat edelleen taloudellisesti maksukyvyttömiä. Heillä ei ole mahdollisuutta ostaa tehokkaita mutta kalliita uuden sukupolven lääkkeitä. Tässä tapauksessa he korvaavat lääkärin määräämän reseptin halvemmilla vanhoilla analogeilla tai lääkkeillä, joita heidän paras ystävänsä tai kaikkitietävä ystävänsä suosittelee.

"Se auttoi minua, ja se auttaa sinua!" - voitko väitellä, jos sanat tulevat viisaan, elämänkokemukseltaan rikkaan ja sodan kokeneen naapurin huulilta? Ja harvat ajattelevat, että kaltaistemme paljon lukeneiden ja luottavaisten ihmisten ansiosta patogeeniset mikro-organismit ovat jo kauan sitten sopeutuneet selviytymään aiemmin suositeltujen lääkkeiden vaikutuksesta. Ja se, mikä auttoi isoisää 50 vuotta sitten, voi osoittautua tehottomaksi meidän aikanamme.

Entä mitäpä voimme sanoa mainonnasta ja joidenkin ihmisten selittämättömästä halusta kokeilla innovaatioita itseensä heti, kun sopivan oireinen sairaus ilmaantuu. Ja miksi kaikki nämä lääkärit, jos on olemassa niin ihania lääkkeitä, joista opimme sanomalehdistä, televisioruuduilta ja internetsivuilta. Vain itsehoitoa käsittelevästä tekstistä on tullut niin tylsää kaikille, että nykyään harvat kiinnittävät siihen huomiota. Ja aivan turhaan!

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Antibioottiresistenssin mekanismit

Antibioottiresistenssistä on viime aikoina tullut lääketeollisuuden, joka kehittää mikrobilääkkeitä, ykkösongelma. Tosiasia on, että se on tyypillistä lähes kaikille tunnetuille bakteerityypeille, minkä vuoksi antibioottihoito on yhä tehottomampaa. Sellaisilla yleisillä taudinaiheuttajilla kuin stafylokokeilla, E. colilla, Pseudomonas aeruginosalla ja Proteuksella on resistenttejä kantoja, jotka ovat yleisempiä kuin niiden esi-isät, jotka ovat herkkiä antibiooteille.

Resistenssi eri antibioottiryhmille ja jopa yksittäisille lääkkeille kehittyy eri tavoin. Vanhoille hyville penisilliineille ja tetrasykliineille sekä uudemmille kehitysaskeleille, kuten kefalosporiineille ja aminoglykosideille, on ominaista hidas antibioottiresistenssin kehittyminen, ja niiden terapeuttinen vaikutus heikkenee samanaikaisesti tämän kanssa. Samaa ei voida sanoa lääkkeistä, joiden vaikuttava aine on streptomysiini, erytromysiini, rimfampisiini ja linkomysiini. Näille lääkkeille resistenssi kehittyy nopeasti, minkä vuoksi reseptiä on muutettava jopa hoidon aikana odottamatta sen päättymistä. Sama koskee oleandomysiiniä ja fusidiinia.

Kaikki tämä antaa aiheen olettaa, että antibioottiresistenssin kehittymismekanismit eri lääkkeille eroavat merkittävästi toisistaan. Yritetään selvittää, mitkä bakteerien ominaisuudet (luonnolliset tai hankitut) eivät salli antibioottien säteilyttämistä alun perin tarkoitetulla tavalla.

Määritellään ensin, että bakteerien resistenssi voi olla luonnollista (niille alun perin annetut suojaavat toiminnot) ja hankittua, mistä keskustelimme edellä. Tähän asti olemme puhuneet pääasiassa todellisesta antibioottiresistenssistä, joka liittyy mikro-organismin ominaisuuksiin, eikä lääkkeen väärään valintaan tai määräämiseen (tässä tapauksessa puhumme väärästä antibioottiresistenssistä).

Jokaisella elävällä olennolla, myös alkueläimillä, on oma ainutlaatuinen rakenteensa ja joitakin ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen selviytymisen. Kaikki tämä on geneettisesti määräytynyttä ja siirtyy sukupolvelta toiselle. Luonnollinen resistenssi tietyille antibioottien vaikuttaville aineille on myös geneettisesti määräytynyttä. Lisäksi erityyppisillä bakteereilla resistenssi kohdistuu tietyntyyppiseen lääkeaineeseen, minkä vuoksi kehittyy erilaisia antibioottiryhmiä, jotka vaikuttavat tietyntyyppisiin bakteereihin.

Luonnollisen resistenssin määräävät tekijät voivat olla erilaisia. Esimerkiksi mikro-organismin proteiinikuoren rakenne voi olla sellainen, että antibiootti ei pysty selviytymään siitä. Mutta antibiootit voivat vaikuttaa vain proteiinimolekyyliin, tuhota sen ja aiheuttaa mikro-organismin kuoleman. Tehokkaiden antibioottien kehittämisessä on otettava huomioon niiden bakteerien proteiinien rakenne, joita vastaan lääke on suunnattu.

Esimerkiksi stafylokokkien antibioottiresistenssi aminoglykosideille johtuu siitä, että jälkimmäiset eivät pysty tunkeutumaan mikrobikalvoon.

Mikrobin koko pinta on peitetty reseptoreilla, joihin tietyntyyppiset AMP:t sitoutuvat. Pieni määrä sopivia reseptoreita tai niiden täydellinen puuttuminen johtaa siihen, että sitoutumista ei tapahdu, ja siksi antibakteerinen vaikutus puuttuu.

Muiden reseptorien joukossa on reseptoreita, jotka toimivat eräänlaisena majakkana antibiootille ja viestivät bakteerin sijainnista. Tällaisten reseptorien puuttuminen antaa mikro-organismille mahdollisuuden piiloutua vaaralta AMP:n muodossa, joka on eräänlainen naamio.

Joillakin mikro-organismeilla on luontainen kyky poistaa aktiivisesti AMP:tä solusta. Tätä kykyä kutsutaan effluksiksi, ja se kuvaa Pseudomonas aeruginosan vastustuskykyä karbapeneemeille.

Antibioottiresistenssin biokemiallinen mekanismi

Edellä mainittujen antibioottiresistenssin kehittymisen luonnollisten mekanismien lisäksi on olemassa toinen, joka ei liity bakteerisolun rakenteeseen, vaan sen toimivuuteen.

Tosiasia on, että kehon bakteerit voivat tuottaa entsyymejä, jotka voivat vaikuttaa negatiivisesti AMP:n vaikuttavan aineen molekyyleihin ja vähentää sen tehoa. Myös bakteerit kärsivät tällaisen antibiootin vaikutuksesta, niiden vaikutus heikkenee huomattavasti, mikä luo vaikutelman infektiosta toipumisesta. Potilas kuitenkin pysyy bakteeri-infektion kantajana jonkin aikaa niin sanotun "toipumisen" jälkeen.

Tässä tapauksessa kyse on antibiootin modifikaatiosta, jonka seurauksena siitä tulee tehoton tämän tyyppisiä bakteereja vastaan. Eri tyyppisten bakteerien tuottamat entsyymit voivat vaihdella. Stafylokokeille on ominaista beetalaktamaasin synteesi, joka aiheuttaa penisilliiniantibioottien lakteemirenkaan hajoamisen. Asetyylitransferaasin tuotanto voi selittää gramnegatiivisten bakteerien resistenssin kloramfenikolille jne.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

Hankittu antibioottiresistenssi

Bakteerit, kuten muutkaan organismit, eivät ole immuuneja evoluutiolle. Vastauksena niitä vastaan kohdistettuihin "sotilaallisiin" toimiin mikro-organismit voivat muuttaa rakennettaan tai alkaa syntetisoida sellaista määrää entsyymiainetta, joka kykenee paitsi vähentämään lääkkeen tehoa, myös tuhoamaan sen kokonaan. Esimerkiksi alaniinitransferaasin aktiivinen tuotanto tekee "sykloseriinistä" tehottoman bakteereja vastaan, jotka tuottavat sitä suuria määriä.

Antibioottiresistenssi voi kehittyä myös seurauksena sellaisen proteiinin solurakenteen muuttumisesta, joka toimii myös sen reseptorina ja johon AMP:n tulisi sitoutua. Toisin sanoen tällaista proteiinia voi puuttua bakteerin kromosomista tai sen ominaisuudet voivat muuttua, minkä seurauksena bakteerin ja antibiootin välinen yhteys mahdottomaksi muuttuu. Esimerkiksi penisilliiniä sitovan proteiinin menetys tai muutos aiheuttaa herkkyyden penisilliineille ja kefalosporiineille.

Bakteerien, jotka ovat aiemmin altistuneet tietyn tyyppisen antibiootin tuhoisalle vaikutukselle, suojaavien toimintojen kehittymisen ja aktivoitumisen seurauksena solukalvon läpäisevyys muuttuu. Tämä voidaan saavuttaa vähentämällä kanavia, joiden kautta AMP:n vaikuttavat aineet voivat tunkeutua soluun. Juuri tämä ominaisuus aiheuttaa streptokokkien epäherkkyyden beetalaktaamiantibiooteille.

Antibiootit pystyvät vaikuttamaan bakteerien soluaineenvaihduntaan. Tämän seurauksena jotkut mikro-organismit ovat oppineet tulemaan toimeen ilman antibioottien vaikutuspiirissä olevia kemiallisia reaktioita, mikä on myös erillinen mekanismi antibioottiresistenssin kehittymiselle, jota on seurattava jatkuvasti.

Joskus bakteerit turvautuvat tiettyyn temppuun. Kiinnittymällä tiheään aineeseen ne muodostavat biofilmeiksi kutsuttuja yhteisöjä. Yhteisön sisällä ne ovat vähemmän herkkiä antibiooteille ja sietävät helposti annoksia, jotka ovat tappavia yksittäiselle "kollektiivin" ulkopuolella elävälle bakteerille.

Toinen vaihtoehto on mikro-organismien yhdistäminen ryhmiksi puolinestemäisen väliaineen pinnalla. Jopa solunjakautumisen jälkeen osa bakteerien "perheestä" pysyy "ryhmän" sisällä, johon antibiootit eivät vaikuta.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

Antibioottiresistenssigeenit

On olemassa käsitteitä geneettinen ja ei-geneettinen lääkeresistenssi. Jälkimmäistä käsittelemme, kun tarkastelemme bakteereja, joilla on inaktiivinen aineenvaihdunta ja jotka eivät ole alttiita lisääntymiselle normaaleissa olosuhteissa. Tällaiset bakteerit voivat kehittää antibioottiresistenssin tietyntyyppisille lääkkeille, mutta tämä kyky ei periydy niiden jälkeläisille, koska se ei ole geneettisesti määrätty.

Tämä on tyypillistä tuberkuloosia aiheuttaville patogeenisille mikro-organismeille. Henkilö voi saada tartunnan eikä epäillä tautia vuosiin, kunnes hänen immuniteettinsa jostain syystä pettää. Tämä on sysäys mykobakteerien lisääntymiselle ja taudin etenemiselle. Mutta samoja lääkkeitä käytetään tuberkuloosin hoitoon, koska bakteerien jälkeläiset ovat edelleen herkkiä niille.

Sama pätee mikro-organismien soluseinän proteiinin menetykseen. Palataanpa jälleen penisilliinille herkkiin bakteereihin. Penisilliinit estävät solukalvon rakentamiseen käytettävän proteiinin synteesiä. Penisilliinityyppisten AMP:iden vaikutuksesta mikro-organismit voivat menettää soluseinän, jonka rakennusmateriaali on penisilliiniä sitova proteiini. Tällaiset bakteerit tulevat resistenteiksi penisilliineille ja kefalosporiineille, joilla ei ole enää mitään, mihin sitoutua. Tämä on väliaikainen ilmiö, joka ei liity geenimutaatioon ja modifioidun geenin periytymiseen. Aikaisemmille populaatioille ominaisen soluseinän ilmestyessä antibioottiresistenssi tällaisilla bakteereilla katoaa.

Geneettisen antibioottiresistenssin sanotaan syntyvän, kun soluissa ja niiden aineenvaihdunnassa tapahtuu muutoksia geenitasolla. Geenimutaatiot voivat aiheuttaa muutoksia solukalvon rakenteessa, provosoida bakteereja antibiooteilta suojaavien entsyymien tuotantoa ja myös muuttaa bakteerisolujen reseptorien määrää ja ominaisuuksia.

Tapahtumille on kaksi kehitystapaa: kromosomaalinen ja kromosomin ulkopuolinen. Jos geenimutaatio tapahtuu kromosomin osassa, joka on vastuussa antibiooteille herkkyydestä, sitä kutsutaan kromosomaaliseksi antibioottiresistenssiksi. Tällainen mutaatio itsessään esiintyy erittäin harvoin, yleensä sen aiheuttaa lääkkeiden vaikutus, mutta ei aina. Tätä prosessia on erittäin vaikea hallita.

Kromosomimutaatiot voivat siirtyä sukupolvelta toiselle, jolloin vähitellen muodostuu tiettyjä bakteerikantoja (lajikkeita), jotka ovat resistenttejä tietylle antibiootille.

Kromosomien ulkopuolisen antibioottiresistenssin aiheuttavat kromosomien ulkopuolella olevat geneettiset elementit, joita kutsutaan plasmideiksi. Nämä elementit sisältävät geenejä, jotka vastaavat entsyymien tuotannosta ja bakteeriseinän läpäisevyydestä.

Antibioottiresistenssi on useimmiten seurausta horisontaalisesta geeninsiirrosta, kun yksi bakteeri siirtää joitakin geenejä muille kuin sen jälkeläisille. Joskus patogeenin genomissa voidaan kuitenkin havaita toisiinsa liittymättömiä pistemutaatioita (koko 1:108 emosolun DNA:n kopiointiprosessia kohden, mikä havaitaan kromosomien replikaation aikana).

Niinpä syksyllä 2015 kiinalaiset tutkijat kuvasivat sianlihasta ja sian suolistosta löytyvän MCR-1-geenin. Tämän geenin erikoisuus on sen mahdollisuus siirtyä muihin organismeihin. Jonkin ajan kuluttua sama geeni löydettiin paitsi Kiinasta myös muista maista (USA, Englanti, Malesia, Euroopan maat).

Antibioottiresistenssigeenit voivat stimuloida sellaisten entsyymien tuotantoa, joita bakteerien elimistö ei ole aiemmin tuottanut. Esimerkiksi NDM-1-entsyymi (metall-beetalaktamaasi 1), joka löydettiin Klebsiella pneumoniae -bakteerista vuonna 2008. Se löydettiin ensimmäisen kerran Intiasta kotoisin olevista bakteereista. Mutta seuraavina vuosina entsyymiä, joka antaa antibioottiresistenssin useimmille AMP:ille, löydettiin myös muiden maiden (Iso-Britannia, Pakistan, Yhdysvallat, Japani, Kanada) mikro-organismeista.

Patogeeniset mikro-organismit voivat osoittaa resistenssiä sekä tietyille lääkkeille tai antibioottiryhmille että eri lääkeryhmille. On olemassa ristiantibioottiresistenssi, jossa mikro-organismit tulevat epäherkiksi lääkkeille, joilla on samanlainen kemiallinen rakenne tai vaikutusmekanismi bakteereihin.

Stafylokokkien antibioottiresistenssi

Stafylokokki-infektiota pidetään yhtenä yleisimmistä yhteisössä hankituista infektioista. Sairaalaolosuhteissakin erilaisten esineiden pinnoilta löytyy kuitenkin noin 45 erilaista stafylokokkikantaa. Tämä tarkoittaa, että tämän infektion torjunta on lähes terveydenhuollon työntekijöiden ensisijainen tehtävä.

Tämän tehtävän vaikeus piilee siinä, että useimmat patogeenisimpien stafylokokkien, Staphylococcus epidermidisin ja Staphylococcus aureuksen, kannat ovat resistenttejä monille antibiooteille. Ja tällaisten kantojen määrä kasvaa vuosittain.

Stafylokokkien kyky läpikäydä useita geneettisiä mutaatioita elinympäristöstään riippuen tekee niistä käytännössä haavoittumattomia. Mutaatiot periytyvät niiden jälkeläisille, ja kokonaisia stafylokokki-suvun mikrobilääkkeille vastustuskykyisten tartuntatautien aiheuttajien sukupolvia ilmestyy lyhyessä ajassa.

Suurin ongelma on metisilliiniresistentit kannat, jotka ovat resistenttejä paitsi beetalaktaameille (beetalaktaamiantibiootit: tietyt penisilliinien alaryhmät, kefalosporiinit, karbapeneemit ja monobaktaamit), myös muille AMP-tyypeille: tetrasykliineille, makrolideille, linkosamideille, aminoglykosideille, fluorokinoloneille, kloramfenikolille.

Pitkään infektio voitiin hävittää vain glykopeptidien avulla. Tällä hetkellä tällaisten stafylokokkikantojen antibioottiresistenssin ongelma ratkaistaan uudentyyppisellä AMP:llä - oksatsolidinoneilla, joiden merkittävä edustaja on linetsolidi.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]

Menetelmät antibioottiresistenssin määrittämiseksi

Uusia bakteerilääkkeitä luotaessa on erittäin tärkeää määritellä selkeästi niiden ominaisuudet: miten ne vaikuttavat ja mihin bakteereihin ne tehoavat. Tämä voidaan selvittää vain laboratoriotutkimuksilla.

Antibioottiresistenssin testaus voidaan suorittaa useilla eri menetelmillä, joista suosituimpia ovat:

• Levymenetelmä eli AMP:n diffuusio agariin Kirby-Bayerin mukaan
• Sarjalaimennusmenetelmä
• Lääkeresistenssiä aiheuttavien mutaatioiden geneettinen tunnistaminen.

Ensimmäistä menetelmää pidetään tällä hetkellä yleisimpänä alhaisten kustannustensa ja helpon toteutuksensa vuoksi. Levymenetelmän ydin on se, että tutkimuksen tuloksena eristetyt bakteerikannat sijoitetaan riittävän tiheään ravintoalustaan ja peitetään AMP-liuokseen kastetuilla paperilevyillä. Antibiootin pitoisuus levyillä on erilainen, joten lääkkeen diffundoituessa bakteeriympäristöön voidaan havaita pitoisuusgradientti. Mikro-organismien kasvun puuttumisvyöhykkeen koon perusteella voidaan arvioida lääkkeen aktiivisuutta ja laskea tehokas annos.

Levymenetelmän muunnelma on E-testi. Tässä tapauksessa levyjen sijaan käytetään polymeerilevyjä, joille levitetään tietty antibioottipitoisuus.

Näiden menetelmien haittoihin kuuluu laskelmien epätarkkuus, joka liittyy pitoisuusgradientin riippuvuuteen eri olosuhteista (väliaineen tiheys, lämpötila, happamuus, kalsium- ja magnesiumpitoisuus jne.).

Sarjalaimennusmenetelmä perustuu useiden nestemäisen tai kiinteän väliaineen varianttien luomiseen, jotka sisältävät tutkittavan lääkkeen eri pitoisuuksia. Jokainen variantti täytetään tietyllä määrällä tutkittavaa bakteerimateriaalia. Inkubaatiojakson lopussa arvioidaan bakteerien kasvua tai niiden puuttumista. Tämän menetelmän avulla voidaan määrittää lääkkeen pienin tehokas annos.

Menetelmää voidaan yksinkertaistaa ottamalla näytteeksi vain kaksi elatusainetta, joiden pitoisuus on mahdollisimman lähellä bakteerien inaktivoimiseksi vaadittavaa minimiä.

Sarjalaimennusmenetelmää pidetään perustellusti kultaisena standardina antibioottiresistenssin määrittämisessä. Korkeiden kustannustensa ja työvoimavaltaisuutensa vuoksi sitä ei kuitenkaan aina voida soveltaa kotimaisessa farmakologiassa.

Mutaatioiden tunnistusmenetelmä tarjoaa tietoa modifioitujen geenien läsnäolosta tietyssä bakteerikannassa, jotka edistävät antibioottiresistenssin kehittymistä tietyille lääkkeille, ja tässä suhteessa systematisoida kehittyviä tilanteita ottaen huomioon fenotyyppisten ilmentymien samankaltaisuuden.

Tälle menetelmälle on ominaista testijärjestelmien korkea hinta sen toteuttamiseksi; sen arvo bakteerien geneettisten mutaatioiden ennustamisessa on kuitenkin kiistaton.

Riippumatta siitä, kuinka tehokkaita edellä mainitut antibioottiresistenssin tutkimusmenetelmät ovat, ne eivät voi täysin heijastaa kuvaa, joka avautuu elävässä organismissa. Ja jos otamme myös huomioon sen, että jokaisen ihmisen keho on yksilöllinen ja lääkkeiden jakautumis- ja metaboliaprosessit voivat tapahtua siinä eri tavoin, kokeellinen kuva voi olla hyvin kaukana todellisesta.

Keinoja voittaa antibioottiresistenssi

Olipa lääke kuinka hyvä tahansa, nykyisen hoitoasenteemme vuoksi emme voi sulkea pois sitä tosiasiaa, että jossain vaiheessa patogeenisten mikro-organismien herkkyys sille voi muuttua. Uusien lääkkeiden luominen samoilla vaikuttavilla aineilla ei myöskään ratkaise antibioottiresistenssin ongelmaa. Ja mikro-organismien herkkyys uusille lääkesukupolville heikkenee vähitellen usein määrättyjen perusteettomien tai virheellisten lääkemääräysten myötä.

Läpimurto tässä suhteessa on yhdistelmälääkkeiden keksiminen, joita kutsutaan suojatuiksi. Niiden käyttö on perusteltua bakteereille, jotka tuottavat perinteisille antibiooteille tuhoisia entsyymejä. Suosittujen antibioottien suojaus saavutetaan sisällyttämällä uuden lääkkeen koostumukseen erityisiä aineita (esimerkiksi tietyn tyyppiselle AMP:lle vaarallisten entsyymien estäjiä), jotka pysäyttävät näiden entsyymien tuotannon bakteereissa ja estävät lääkkeen poistumisen solusta kalvopumpun kautta.

Klavulaanihappoa tai sulbaktaamia käytetään yleisesti beetalaktamaasin estäjinä. Niitä lisätään beetalaktaamiantibioottien kanssa, mikä lisää jälkimmäisten tehoa.

Tällä hetkellä kehitetään lääkkeitä, jotka voivat vaikuttaa paitsi yksittäisiin bakteereihin, myös ryhmiin yhdistyneisiin bakteereihin. Biofilmin bakteereja voidaan torjua vasta sen tuhoutumisen ja aiemmin kemiallisten signaalien avulla toisiinsa liittyvien organismien vapauttamisen jälkeen. Biofilmin tuhoamismahdollisuuksien osalta tutkijat harkitsevat bakteriofageja.

Muita bakteeriryhmiä vastaan taistellaan siirtämällä ne nestemäiseen ympäristöön, jossa mikro-organismit alkavat esiintyä erikseen, ja nyt niitä voidaan torjua tavanomaisilla lääkkeillä.

Kun lääkehoidon aikana ilmenee resistenssiilmiötä, lääkärit ratkaisevat ongelman määräämällä erilaisia lääkkeitä, jotka tehoavat eristettyihin bakteereihin, mutta joilla on erilaiset vaikutusmekanismit patogeeniseen mikroflooraan. He esimerkiksi käyttävät samanaikaisesti bakteereja tappavia ja bakteriostaattisia lääkkeitä tai korvaavat yhden lääkkeen toisella eri lääkeryhmästä.

Antibioottiresistenssin ehkäisy

Antibioottihoidon päätavoitteena pidetään patogeenisten bakteerien populaation täydellistä tuhoamista kehossa. Tämä tehtävä voidaan ratkaista vain määräämällä tehokkaita mikrobilääkkeitä.

Lääkkeen tehokkuus määräytyy sen vaikutuskirjon (sisältyykö tunnistettu patogeeni tähän kirjoon), kyvyn voittaa antibioottiresistenssimekanismit ja optimaalisesti valitun annostusohjelman perusteella, joka tappaa patogeenisen mikroflooran. Lisäksi lääkettä määrättäessä on otettava huomioon sivuvaikutusten todennäköisyys ja hoidon saatavuus kullekin potilaalle erikseen.

Bakteeri-infektioiden hoidon empiirisessä lähestymistavassa ei ole mahdollista ottaa kaikkia näitä näkökohtia huomioon. Lääkärin korkea ammattitaito ja jatkuva infektioiden ja niiden torjuntaan tarkoitettujen tehokkaiden lääkkeiden seuranta ovat välttämättömiä, jotta lääkkeiden määrääminen ei ole perusteetonta eikä johda antibioottiresistenssin kehittymiseen.

Huipputeknologisilla laitteilla varustettujen lääketieteellisten keskusten luominen mahdollistaa etiotrooppisen hoidon harjoittamisen, kun taudinaiheuttaja tunnistetaan ensin lyhyemmässä ajassa ja sitten määrätään tehokas lääke.

Antibioottiresistenssin ehkäisyä voidaan pitää myös lääkkeiden määräämisen hillitsemisenä. Esimerkiksi ARVI-tapauksessa antibioottien määrääminen ei ole millään tavalla perusteltua, mutta se edistää antibioottiresistenssin kehittymistä mikro-organismeissa, jotka ovat toistaiseksi "lepotilassa". Tosiasia on, että antibiootit voivat aiheuttaa immuunijärjestelmän heikkenemistä, mikä puolestaan aiheuttaa bakteeri-infektion lisääntymistä, joka voi piileä kehon sisällä tai päästä siihen ulkopuolelta.

On erittäin tärkeää, että määrätyt lääkkeet vastaavat tavoitetta, joka halutaan saavuttaa. Jopa ennaltaehkäisevästi määrätyllä lääkkeellä on oltava kaikki tarvittavat ominaisuudet patogeenisen mikroflooran tuhoamiseksi. Lääkkeen sattumanvarainen valinta voi paitsi epäonnistua odotetussa tehossa, myös pahentaa tilannetta kehittämällä tietyn tyyppisen bakteerin resistenssin lääkkeelle.

Annokseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Pienet, infektion torjunnassa tehottomat annokset johtavat taas antibioottiresistenssin kehittymiseen patogeenisissä mikro-organismeissa. Mutta ei pidä myöskään liioitella, koska antibioottihoito aiheuttaa todennäköisesti toksisia vaikutuksia ja anafylaktisia reaktioita, jotka ovat vaarallisia potilaan hengelle. Erityisesti jos hoito suoritetaan avohoidossa ilman lääkintähenkilöstön valvontaa.

Tiedotusvälineiden tulisi välittää ihmisille antibiooteilla itsehoitoon liittyvät vaarat sekä keskeneräiset hoidot, joissa bakteerit eivät kuole, vaan vain menettävät aktiivisuuttaan kehittyneen antibioottiresistenssimekanismin myötä. Halvoilla, luvattomilla lääkkeillä, joita laittomat lääkeyhtiöt pitävät olemassa olevien lääkkeiden budjettivastineina, on sama vaikutus.

Erittäin tehokkaana toimenpiteenä antibioottiresistenssin ehkäisemiseksi pidetään olemassa olevien tartuntatautien aiheuttajien ja niissä kehittyvän antibioottiresistenssin jatkuvaa seurantaa paitsi piiri- tai aluetasolla, myös kansallisella (ja jopa maailmanlaajuisella) tasolla. Valitettavasti voimme vain unelmoida tästä.

Ukrainassa ei ole varsinaista infektioiden torjuntajärjestelmää. On annettu vain yksittäisiä säännöksiä, joista yksi (jo vuonna 2007!), joka koskee synnytyssairaaloita, mahdollistaa erilaisten sairaalainfektioiden seurantamenetelmien käyttöönoton. Mutta kaikki on jälleen kiinni taloudesta, eikä tällaisia tutkimuksia yleensä tehdä paikallisesti, puhumattakaan muiden lääketieteen alojen lääkäreistä.

Venäjän federaatiossa antibioottiresistenssin ongelmaan on suhtauduttu entistä vastuullisemmin, ja hanke "Venäjän antimikrobiresistenssin kartta" on tästä osoitus. Suuret organisaatiot, kuten antimikrobisen kemoterapian tutkimuslaitos, mikrobiologian ja antimikrobisen kemoterapian alueiden välinen yhdistys sekä liittovaltion terveys- ja sosiaalikehitysviraston aloitteesta perustettu antimikrobiresistenssin seurannan tieteellinen ja metodologinen keskus, ovat tehneet alan tutkimusta, keränneet tietoa ja systematisoineet sitä antibioottiresistenssikartan täyttämiseksi.

Hankkeen puitteissa tarjottavia tietoja päivitetään jatkuvasti, ja ne ovat kaikkien käyttäjien saatavilla, jotka tarvitsevat tietoa antibioottiresistenssiin ja tartuntatautien tehokkaaseen hoitoon liittyvistä kysymyksistä.

Ymmärrys siitä, kuinka ajankohtainen patogeenisten mikro-organismien herkkyyden vähentäminen ja ratkaisun löytäminen tähän ongelmaan on nykyään, tulee vähitellen. Mutta tämä on jo ensimmäinen askel kohti antibioottiresistenssin tehokkaampaa torjuntaa. Ja tämä askel on erittäin tärkeä.