Что такое антибиотикорезистентность и почему она стала проблемой?

Начнем с простого: антибиотики — это препараты, которые борются с инфекциями, вызванными бактериями, — например, стафилококком, стрептококком, дифтерийной палочкой, микобактерией, сальмонеллой… Вызываемые ими заболевания — дифтерия, менингит или так называемая родильная горячка — почти наверняка приводили к летальному исходу, пока в 1928 году шотландский врач и микробиолог Александр Флеминг не открыл пенициллин. С наступлением эры антибиотиков многие прежде смертельные заболевания стало возможным вылечить: эти препараты вызывали гибель бактерий и останавливали их распространение.

Но оказалось, что антибиотики — не панацея. Еще Флеминг обращал внимание, что некоторым бактериям удается выстоять против пенициллина. В 1948 году были обнаружены штаммы золотистого стафилококка, устойчивые к антибиотику, спустя еще два десятилетия был выявлен пневмококк, на который пенициллин не действовал. Стало ясно, что бактерии научились приспосабливаться к неблагоприятным для них условиям и не реагировать на них, то есть выработали к антибиотикам устойчивость (резистентность).

В 2019 году от устойчивых к антибиотикам бактериальных инфекций умерли 1,2 миллиона человек — это больше, чем от СПИДа или малярии. Сегодня почти половина бактерий не реагирует на используемые антибиотики, а такие популярные препараты, как амоксициллин и цефалексин, скорее всего, перестанут работать в течение ближайших 15 лет.

Как именно возникает устойчивость?

«Устойчивость бактерий к антибиотикам — это своеобразная реакция на антропогенное давление, способ защититься от неблагоприятных условий», — рассказывает на условиях анонимности инфекционист одного из российских научных институтов.

Чтобы выжить, бактерии постоянно эволюционируют, приспосабливаются к меняющемуся миру и изменяются вместе с ним — мутируют, приобретая новые свойства. В процессе деления они не только передают свой генетический материал дочерним клеткам, но и обмениваются генетической информацией с другими бактериями, причем не обязательно родственными. Обмен происходит с помощью плазмид — это составляющие части генетического материала бактерий.

Впрочем, резистентность может быть обусловлена и природными свойствами некоторых бактерий. Одни, например, имеют толстую клеточную стенку, непроницаемую для молекул, у других отсутствует рецептор к какому-либо антибиотику и потому лекарство на эти бактерии не действует.

Некоторые бактерии в процессе эволюции научились впадать в анабиоз при столкновении с антибиотиком — они практически прекращают свою жизнедеятельность и засыпают до лучших времен. Таким образом они «пережидают» действие антибиотика, сохраняя прежнюю чувствительность к нему.

«Проблема в том, что если бактерия получила ген резистентности, который позволяет ей сосуществовать с антибиотиком, то уже ничего не поделаешь. В масштабах инфекции это означает, что для ее лечения теперь понадобится другой антибактериальный препарат», — говорит мой собеседник.

Почему возникает устойчивость?

Во-первых, из-за неправильного применения антибиотиков — это самая большая проблема. Например, врач прописывает курс из семи таблеток, но на пятый день человек почувствовал себя хорошо и бросил лечение. За эти пять дней приема какая-то часть патогенных бактерий погибла, но часть осталась в живых, получив своеобразную прививку антибиотиком, которая сделала их сильнее.

Точно такую же прививку получают микроорганизмы, когда мы пытаемся лечить антибиотиками вирусные инфекции. Вирусы на эти препараты не реагируют, зато часть бактерий, не только «плохих», но и «хороших», погибает. Те же, которые оказались устойчивыми к препарату и выжили, будут размножаться и передавать следующим поколениям бактерий свой генетический материал, в котором уже записана устойчивость к тому или иному антибиотику.

В результате сегодня все чаще возникает ситуация, когда пациенту назначают один антибиотик, затем другой, третий, а инфекцию всё не удается победить. Потому что возбудитель, вызвавший ее, не чувствителен к назначаемым препаратам.

Вторая причина, как ни парадоксально, связана с международным туризмом. Перемещаясь между странами, мы активно обмениваемся патогенами, в том числе устойчивыми к антимикробным препаратам, а также получаем антибиотики с водой и пищей. После окончания пандемии люди снова стали чаще путешествовать, а значит, нас ждет новый виток антибиотикорезистентности.

А что насчет антибиотиков, которые содержатся в некоторых продуктах питания?

Еще с 50-х годов прошлого века в корма для животных стали целенаправленно добавлять антибиотики, чтобы животные лучше росли и быстрее набирали вес. Такие добавки экономически выгодны — кормов требуется меньше, а мяса получается больше.

Проблема в том, что для добавки в корма используются низкие дозы антибиотиков — как раз такие, которые не уничтожают всех микробов, а позволяют части из них приспособиться и не реагировать на препараты. Длительное применение одного и того же антибиотика гипотетически приводит к накоплению в организме животного штаммов, устойчивых к этому препарату.

Кроме того, мы сами способствуем накоплению антибиотиков в организме животных.

«У многих наших сограждан есть привычка — покупать антибиотики впрок, на всякий случай. Препарат так и лежит в аптечке, никто не заболел, и он не понадобился, срок действия его истекает. И дальше что происходит? Правильно, он летит в мусорную корзину, — рассказывает мой собеседник. — Затем он попадает на мусорный полигон, оттуда уходит в почву, из нее в растения, водоемы, аквакультуру… А затем мы удивляемся, откуда в нашей пище антибиотик».

Это значит, что в мясе, которое мы едим, тоже присутствует антибиотик?

Почти наверняка, вопрос лишь в количествах. В принципе, разработаны нормативы допустимого уровня остаточных количеств антибиотиков в мясе с учетом опасности этих препаратов, и надзорные органы, казалось бы, строго следят за соблюдением регламента.

Но в России нет открытых данных о препаратах, которые применяются в ветеринарии, известно лишь, что в их реестр входят самые разные противомикробные средства, в том числе последние поколения антибиотиков. И некоторые противомикробные средства, запрещенные для ветеринарии в странах ЕС, у нас продолжают использоваться, причем не только в животноводстве, но и для обработки морепродуктов, фруктов и овощей, предназначенных для длительного хранения.

Данные Роспотребнадзора за 2022 год показывают, что больше всего антибиотиков в мясе и мясных продуктах (17%), молочной продукции (12,8%), птице, яйцах (12,1%). А чаще всего в продуктах обнаруживается левомицетин и его производные (36%), тетрациклиновая группа (25%) и хинолоновая группа (10%).

Превышения нормы, правда, составляют десятые доли процента, в таких количествах антибиотики не обладают терапевтическим действием и, считается, что глобальной угрозы не несут. Тем не менее гипотетически они могут накапливаться в организме и способствовать развитию резистентности у бактерий. Больше всего таких микроорганизмов выявлено в мясе птицы (44,2%), кулинарных изделиях (29,4%), мясных (19,7%) и рыбных (3,1%) продуктах.

Последний — естественный обитатель микробиоты человека, но если концентрация стафилококка превышает норму, происходит бактериальное заражение организма. Инфицирование стафилококком — одно из самых опасных, оно вызывает развитие гнойных процессов, сепсиса, пневмонии. В начале ХХ века с этой бактерией успешно боролись пенициллин и метициллин, сегодня лечение этой инфекции — огромная проблема из-за развившейся устойчивости к антибиотикам.

Значит ли это, что нам грозит тотальная резистентность бактерий к антибиотикам?

Ученые надеются, что такой сценарий все же маловероятен. По мнению моего собеседника-инфекциониста, бактерии, обладающие суперустойчивостью, конечно, есть, но с точки зрения эволюции резистентность не очень перспективна, поскольку энергетически крайне затратна.

Можно ли создать новые антибиотики?

Это самое сложное. На сегодня портфель клинических разработок новых антибиотиков довольно скромен. В последние десятилетия принципиально новых формул создать не удалось, попытки модифицировать уже известные молекулы химическим путем также оказались не очень удачными.

Сейчас ученые ищут новых кандидатов на роль антибиотиков — среди бактериофагов и антимикробных пептидов. Но все это процесс очень долгий и дорогостоящий. Создание только одного препарата может занимать до 15 лет и обходиться до 2 млрд евро.

Проблема в том, что лечить инфекции надо здесь и сейчас.