Антибиотична резистентност

Естественият подбор в действие

Добре познат пример за естествен подбор в действие е развитието на антибиотична резистентност при микроорганизмите. След откриването на пеницилина през 1928 г. от Александър Флеминг антибиотиците се използват за борба с бактериалните заболявания. Естествените популации от бактерии съдържат сред огромния брой индивидуални членове значителни вариации в генетичния си материал в резултат на мутации. Когато са изложени на въздействието на антибиотици, повечето бактерии умират бързо, но някои от тях могат да имат мутации, които ги правят малко по-малко чувствителни. Ако излагането на антибиотици е кратко, тези индивиди ще преживеят лечението. Това селективно елиминиране на неадаптираните индивиди от популацията е естествен подбор.

Прогноза

В лекцията си за Нобелова награда през 1945 г. Флеминг казва:

"Не е трудно да се създаде резистентност на микробите към пеницилина в лабораторията, като се излагат на концентрации, които не са достатъчни, за да ги убият, а същото понякога се случва и в тялото... Може да дойде време, когато пеницилинът ще може да се купува от всеки в магазините. Тогава има опасност невежият човек лесно да си постави недостатъчна доза и като изложи микробите си на несмъртоносни количества от лекарството, да ги направи резистентни".

Маклин Маккарти обяснява какво е било преди антибиотиците:

"Съществуват редица инфекции, от които никой не се е излекувал преди откриването на ефективни антибактериални средства".

Резистентността към антибиотиците се повишава от оцеляването на индивиди, които са имунизирани срещу действието на антибиотика. Тяхното потомство унаследява резистентността, създавайки нова популация от резистентни бактерии

Механизъм

Механизмите, по които бактериите стават устойчиви на антибиотици, са чрез генетични мутации и хоризонтален трансфер на гени.

Влияние върху хирургията и медицината

Всяка операция, която включва разрязване на тялото, крие огромни рискове от инфекция. Антибиотиците, давани преди и след операцията, позволяват на хирурзите да извършват операции, които преди това биха били смъртоносни. Един от очевидните примери е операцията на открито сърце.

Лечението на рак, като химиотерапия и лъчетерапия, уврежда имунната система. Предписват се антибиотици, за да се подсили естествената защита на организма. При пациенти с трансплантирани органи винаги се използват лекарства за потискане на имунната система, защото в противен случай тя атакува трансплантата. Затова се използват антибиотици за защита на организма. Без ефективни антибиотици и двете групи пациенти могат да умрат от инфекции, които имунната им система вече не може да контролира.

"Бъдещето е доста мрачно, мисля, че много от основните операции ще бъдат сериозно застрашени", казва професор Ричард Джеймс от университета в Нотингам.

Медицинските приложения също са застрашени. Броят на тестовете, които показват резистентност към карбапенемите, една от най-мощните групи антибиотици, е нараснал от няколко случая през 2003 г. до повече от 300 случая през 2010 г. "В моята лаборатория от година на година се наблюдава увеличаване на броя на резистентните щамове", казва професор Нийл Уудфорд от отдела за антимикробна резистентност към Агенцията за защита на здравето. Повечето случаи са резистентни към някои лекарства. Още по-лошо е, че има няколко случая на щамове, които не могат да бъдат засегнати от нито един антибиотик.

Много инфекции, които са били почти премахнати, се връщат. Лечението на полово предаваната болест гонорея става все по-трудно. В целия свят туберкулозата, устойчива на много лекарства и изключително устойчива на лекарства, е все по-голям проблем. Само няколко лекарства все още действат.

Инфекциите, които засягат възрастните хора, когато са в болница, са една от основните причини за безпокойство. Най-голямата заплаха в Обединеното кралство са опортюнистичните бактерии, които живеят в червата, като E. coli и Klebsiella. Сега те са най-често срещаната форма на инфекция, която пациентите получават в болницата. Те показват нарастващи нива на резистентност към антибиотици.

Официално предупреждение

Службата на кабинета на Обединеното кралство издаде предупреждение от Националния регистър на риска за граждански извънредни ситуации. В него се казва, че "броят на инфекциите, усложнени от антимикробна резистентност, може да нарасне значително през следващите 20 години". "Без ефективни антибиотици дори дребните хирургични интервенции и рутинните операции могат да се превърнат във високорискови процедури, което да доведе до увеличаване на продължителността на заболяването и в крайна сметка до преждевременна смъртност".

Световна здравна организация

СЗО е направила подобни оценки:

"Употребата и злоупотребата с антимикробни средства... през последните 70 години доведе до неумолимо нарастване на броя и видовете микроорганизми, устойчиви на тези лекарства, което води до смърт, увеличаване на страданията и уврежданията и до по-високи разходи за здравеопазване".

"Смъртните случаи от остри респираторни инфекции, диарийни заболявания, морбили, СПИН, малария и туберкулоза представляват повече от 85% от смъртността от инфекции в световен мащаб. Резистентността към лекарствата от първа линия при повечето патогени, причиняващи тези заболявания, варира от нула до почти 100%. В някои случаи резистентността към лекарства от втора и трета линия сериозно застрашава резултатите от лечението. Бактериите, причиняващи туберкулоза (ТБ), могат да развият резистентност към антимикробните лекарства, използвани за лечение на болестта. Мултирезистентна туберкулоза (MDR-TB) е туберкулоза, която не реагира поне на изониазид и рифампицин - 2-те най-мощни противотуберкулозни лекарства (СЗО, 2018 г.)

"Към това се прибавя и значителната глобална тежест на резистентните, придобити в болниците инфекции, възникващите проблеми с антивирусната резистентност и нарастващите проблеми с лекарствената резистентност при пренебрегваните паразитни болести на бедните и маргинализираните групи от населението".

СЗО е изготвила списък на най-застрашаващите супербактерии в света. В целия свят се наблюдават устойчиви на антибиотици инфекции.

Примери

При достатъчно време и многократно излагане на въздействието на антибиотика ще се появи популация от бактерии, устойчиви на антибиотици. Това води до т.нар. еволюционна надпревара във въоръжаването или ко-еволюция, при която бактериите продължават да развиват щамове, които са по-малко чувствителни към антибиотици, докато медицинските изследователи продължават да разработват нови антибиотици, които могат да ги унищожат. Подобна е ситуацията с резистентността към пестициди при растенията и насекомите, както и с резистентността на маларията към хинин.

Гонорея

Мъж в Обединеното кралство е хванал "най-лошия случай в света" на гонорея - болест, предавана по полов път. Основното лечение с антибиотици азитромицин и цефтриаксон не е успяло да излекува болестта. Органът заяви, че "за първи път случай показва такова високо ниво на резистентност към двете тези лекарства и към повечето други често използвани антибиотици".

Метицилин-резистентен Staphylococcus aureus

Появиха се нови щамове на метицилин-резистентен Staphylococcus aureus (MRSA), които са устойчиви на следващото поколение лекарства.

Туберкулоза

Туберкулозата (ТБ) е инфекциозно заболяване, което се причинява от бактерии. Тя се причинява от различни видове микобактерии, обикновено Mycobacterium tuberculosis. Заболяването обикновено поразява белите дробове, но може да засегне и други части на тялото. Патогенът може да се придвижва по въздуха и да се разпространява от един човек на друг. Експертите смятат, че една трета от световното население е заразено с M. tuberculosis. Новите инфекции се появяват с честота една на секунда.

Лекарствено-резистентната туберкулоза е сериозен проблем за общественото здраве в много развиващи се страни, тъй като лечението ѝ е по-дълго и изисква по-скъпи лекарства. MDR-TB се определя като резистентност към двете най-ефективни лекарства за туберкулоза от първа линия: рифампицин и изониазид. Широкорезистентната туберкулоза е резистентна и към три или повече от шестте класа лекарства от втори ред.

За първи път напълно резистентна към лекарства туберкулоза е наблюдавана през 2003 г. в Италия, но до 2012 г. не е широко разпространена. Тя е резистентна към всички използвани в момента лекарства.

Малария

Маларията не се причинява от бактерии, а от протозоен паразит, който се вкарва в кръвта от комар. Обикновено те се лекуват с комбинация от две лекарства - артеметер-лумефантрин. Сега във Великобритания са регистрирани четири случая, при които лекарствата не са дали резултат. Пациентите са се заразили с болестта в Африка. Един лекар заяви: "Това е ранен признак и трябва да го приемем доста сериозно, тъй като може да се превърне в нещо с по-голямо въздействие".

Teixobactin

Тейксобактинът е антибиотик, открит през 2015 г., първият нов антибиотик, открит преди четиридесет години. Той все още не е лицензиран за обща употреба. Действа срещу всички грам-положителни бактерии като Staphylococcus aureus и срещу някои други бактерии като Mycobacterium tuberculosis.