Газета «Новости медицины и фармации» Антимикробная терапия (355) 2011 (тематический номер)

Quidquid agis, prudenter  agas et respice finem.

Смотри, что делаешь,  и предвидь результат.

Почему же устойчивость к противомикробным препаратам является такой глобальной проблемой? По мнению экспертов ВОЗ, причин несколько:

1. Инфекции, вызываемые устойчивыми микроорганизмами, чаще приводят к смерти и затрудняют борьбу с инфекционными заболеваниями, так как пациенты остаются заразными на протяжении длительного времени, что потенциально способствует передаче устойчивых штаммов другим людям.

2. Создается угроза возвращения к «доантибиотиковой» эре: многие инфекционные болезни могут стать неконтролируемыми и свести на нет прогресс на пути достижения к 2015 году связанных со здоровьем целей тысячелетия в области развития Организации Объединенных Наций.

3. Устойчивость к противомикробным препаратам приводит к повышению затрат на медицинскую помощь в связи с необходимостью использования более дорогостоящих методов лечения.

4. Устойчивость возбудителей ставит под угрозу завоевания здравоохранения для общества: без эффективных противомикробных препаратов для лечения и профилактики инфекций успех таких видов лечения, как транс­плантация органов, химиотерапия при онкологических заболеваниях и основные хирургические операции, окажется под угрозой.

5. Устойчивость к противомикробным препаратам угрожает безопасности в области здравоохранения и наносит ущерб торговле и экономике: возрастающие объемы глобальной торговли и поездок способствуют быстрому распространению устойчивых микроорганизмов в отдаленные страны и континенты [7–10].

Резистентность — устойчивость микроорганизмов, их невосприимчивость к каким-либо факторам внешнего воздействия. В частности, такими неблагоприятными и опасными факторами внешнего воздействия для микроорганизмов являются химиотерапевтические средства. Для преодоления такого воздействия микроорганизмы включают ряд приспособительных процессов, приводящих их к устойчивости. Механизмы формирования резистентности у бактерий, вирусов и паразитов разные.

У бактерий резистентность бывает природной, когда у микроорганизма отсутствует (либо недоступна) мишень для действия антибактериального средства, и приобретенной, которая развивается вследствие мутаций либо при передаче генов, кодирующих антибиотикорезистеность. Примером природной резистентности к антибиотикам может служить непроницаемость клеточной стенки для макролидов, вследствие чего эти микроорганизмы не чувствительны к данным антибиотикам. Другой пример: микоплазмы лишены рецепторов, связывающих пенициллин, поэтому обладают природной устойчивостью к b-лактамам [4, 5].

Природная устойчивость лежит в основе современных рекомендаций по применению того или иного антибактериального средства. Выявить же приобретенную резистентность, тем более выяснить, почему у одних возбудителей она возникает, а у других — нет, — задача весьма сложная. В процессе применения того или иного антибактериального средства идет селекция устойчивых штаммов — это одно из условий глобальной выживаемости возбудителя [4, 5].

В основе формирования и передачи антибиотикорезистентности лежат сложные механизмы. Антибиотикорезистентность может передаваться плазмидами (дополнительные молекулы ДНК микроорганизма), бактериофагами тремя путями:

1. Трансформация: свободная ДНК погибшей антибиотикорезистентной бактерии захватывается из окружающей среды антибиотикочувствительной клеткой.

2. Трансдукция: случайный захват бактериальной ДНК частичкой бактериофага, при этом ДНК может быть как хромосомной, так и плазмидной. Далее частичка фага переносит бактериальную ДНК в следующую клетку, которую она инфицирует.

3. Конъюгация, представляющая собой физический контакт двух бактерий, во время которого происходит передача ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту [4, 5, 7].

Резистентными к антибиотикам могут стать также непатогенные микроорганизмы, контактирующие с ними, которые далее, попадая из организма человека в окружающую среду, могут становиться переносчиками генов резистентности. Так, грамотрицательные неферментирующие бактерии Acinetobacter spp., Stenotrophomonas maltophilia, Burkholderia cepacia (ранее благодаря ряду общих свойств входящие в род Pseudomonas spp.) долгое время являлись комменсалами или патогенами растений (Burkholderia cepacia) и могли существовать в любой экологической нише — в почве, воде, организме животных и растений. Однако в настоящее время они являются одними из ведущих возбудителей нозокомиальных инфекций, оказывающих влияние на летальность и потребление ресурсов [4, 7].

По определению ВОЗ, нозокомиальная инфекция — это любое клинически распознаваемое инфекционное заболевание, которое развивается у пациента в результате его обращения в больницу за лечебной помощью или пребывания в ней, а также любое инфекционное заболевание сотрудника больницы, развившееся вследствие его работы в данном учреждении, вне зависимости от времени появления симптомов (после или во время нахождения в больнице).

Важным признаком нозокомиальных инфекций является природная устойчивость ко многим антибиотикам. Это связано как с тем, что среди почвенных микроорганизмов известно большое количество штаммов — продуцентов антибиотиков, так и с тем, что эти микроорганизмы в большинстве своем имеют плазмиды, способные передавать ген устойчивости к антибактериальным перепаратам и детергентам, например мылу, в связи с чем часто выделяются с рук медицинского персонала. Контаминируя медицинские приборы, эти микроорганизмы образуют микропленки, устойчивые к дезинфектантам [4, 5, 7, 12].

Для изучения частоты и структуры возбудителей нозокомиальной бактериемии в США существует база данных по «Надзору и контролю за микроорганизмами, имеющими эпидемиологическое значение», или сокращенно SCOPE. Данный проект является крупнейшей неправительственной программой по мониторингу нозокомиальной бактериемии. Внимания заслуживают следующие факты, полученные по результатам мониторирования:

— фактором риска развития нозокомиальной бактериемии считается наличие центрального венозного катетера (72 %), периферического венозного катетера (35 %), артериального катетера (16 %) и мочевого катетера (46 %);

— летальность от нозокомиальной бактериемии составляет 27 %;

— распространенность нозокомиальной бактериемии составляет 60 случаев на 100 000 госпитализаций;

— анаэробы выделяются с частотой 1,3 %;

— частота выделения метициллинорезистентных штаммов S.aureus (MRSA) составила 41 и 75 % среди коагулазонегативных стафилококков;

— резистентными к ванкомицину оказались 60 % штаммов Enterococcus faecium и 2 % штаммов Enterococcus faecalis;

— среднее время от госпитализации до развития бактериемии составляло 2 недели для Escherichia coli, 2–3 недели для S.aureus, коагулазонегативных стафилококков, Pseudomonas aeruginosa и Serratia и 3–4 недели для таких возбудителей, как Enterobacter, Candida, Klebsiella, Enterococcus и Acinetobacter;

— было выявлено значительное увеличение резистентности, которое носило драматический характер для ванкомицинорезистентных энтерококков (с 48 до 70 %), резистентности к цефтазидиму у штаммов P.aeruginosa (c 12 до 29 %) и резистентности к метициллину у штаммов S.aureus (с 22 до 57 %) [9, 10].

Наиболее эффективными препаратами в лечении MRSA долгое время оставались гликопептидные антибиотики — ванкомицин и тейкопланин. О возможности появления ванкомицинорезистентных S.aureus стали задумываться около пятнадцати лет назад после сообщений о резистентности к ванкомицину у энтерококков и коагулазонегативных стафилококков. Особенно опасной считалась возможность передачи плазмидной резистентности к ванкомицину от энтерококков, доказанной экспериментально, тем более что довольно часто (по некоторым данным, до 20 %) эти микроорганизмы выделяются в ассоциации. Первое тревожное сообщение было получено от доктора К. Хираматсу (Япония) — о выделении в мае 1996 г. MRSA со сниженной чувствительностью к ванкомицину из послеоперационной раны у 4-месячного ребенка в отделении сердечно-сосудистой хирургии. Терапия этого пациента ванкомицином в течение 29 дней была безрезультатной. Клинический эффект был достигнут при применении комбинации ампициллин/сульбактам (в высоких дозах) и аминогликозида арбекацина. Данный штамм был зарегистрирован как VRSA (ванкомицинорезистентный S.aureus). Далее в США было выделено два S.aureus со сниженной чувствительностью к ванкомицину. Эти штаммы были получены от пациентов, получавших длительную терапию ванкомицином по поводу бактериемии и перитонита на фоне хронического перитонеального диализа. В Европе в 1997 г. доктором В. Кречмери (V. Krcmery) из Словакии было сообщено о выделении VRSA у ребенка со стафилококковым целлюлитом и множественными абсцессами на фоне иммунодефицитного состояния. В результате углубленного исследования ванкомицинорезистентности у MRSA, при скрининге более чем 2000 штаммов из различных стационаров, было выявлено от 1 до 25 % (!) штаммов с резистентностью к ванкомицину [9, 10].

Ежегодно 24 марта ВОЗ проводит Всемирный день борьбы с туберкулезом в ознаменование того, что в этот день в 1882 году доктор Роберт Кох открыл возбудителя — Mycobacterium tuberculosis. В настоящее время одна треть мирового населения инфицирована туберкулезом. Еще в 1997 году ВОЗ и Международный союз борьбы с туберкулезом и болезнями легких (IUATLD) впервые опубликовали стандартизированную информацию о выявлении туберкулеза со множественной лекарственной устойчивостью (МЛУ-ТБ) по данным обзоров и систем эпидемиологического надзора в 35 странах мира, проводимого с 1994 года. Эта информация подтвердила многие опасения, а именно — что лекарственная устойчивость достигла критического уровня в ряде регионов мира, особенно в некоторых странах бывшего Советского Союза [7, 8].

Основной причиной появления и распространения МЛУ-ТБ является чисто человеческий фактор: неадекватная или ошибочно выбранная схема химиотерапии приводит как к появлению бактерий-мутантов, так и к их доминированию у пациента, что сопровождается высокой летальностью. Распространение МЛУ-ТБ среди ВИЧ-инфицированных значительно выше (риск первичного заболевания именно мультирезистентной формой среди этих пациентов на 50 % выше) [7, 8].

Бактерии приобретают все более угрожающие формы резистентности. Так, в начале этого года ВОЗ сообщила о вспышках устойчивых штаммов E.сoli к карбапенемам и другим b-лактамам. Эта устойчивость обусловлена наличием энзима NDM1 (New Delhi metallo-b-lactamase), который может вызывать панрезистентность ко всем имеющимся на сегодняшний день антибактериальным средствам (!). Появление этого штамма бактерии вызвало серьезную настороженность экспертов. Так, Джон Конли1 предполагает, что в случае распространения этого штамма мы можем оказаться «отброшенными в эпоху, когда антибиотики не существовали». По мнению этого специалиста, наибольшую обеспокоенность в плане развития и распространения устойчивости к антибиотикам вызывают страны, где антибиотики находятся в свободной продаже: Китай, Индия, многие страны Африки, Центральной и Южной Америки. Постсоветское пространство также может быть причислено к этому списку. Однако употребление антибиотиков людьми не идет ни в какое сравнение с использованием их в агропищевой промышленности для стимуляции роста. Согласно некоторым оценкам, по весу в организм животных и рыб вводится по крайней мере в 1000 раз больше антибиотиков, чем используется людьми. Без решения такого серьезного вопроса на правительственном уровне невозможна успешная борьба с появлением и распространением антибиотикорезистентных штаммов. ЕС сейчас объединяет усилия в борьбе с антибиотикорезистентностью на правительственном уровне. Так, запрещено стимулирование роста скота при помощи антимикробных препаратов, а существующая во Франции программа информирования населения «Антибиотики не применяются автоматически» за пять лет сократила прием этих препаратов при гриппоподобных заболеваниях на 26,5 % [7, 12].

В настоящее время в патологии человека все большую роль играют вирусные заболевания, приобретающие пандемическое распространение (вирусные гепатиты, особенно С, ВИЧ-инфекция), возникают новые опасные возбудители, например пандемический штамм вируса гриппа А (Н1N1 Калифорния 04/2009), вызвавший настоящую панику у медицинской общественности, повышается роль в патологии человека герпесвирусных заболеваний.

Несмотря на то что в последние десятилетия достигнут значительный прогресс в лечении этих заболеваний, в целом противовирусная терапия по своей эффективности значительно уступает антибактериальной. В основном это связано с трудностями в разработке специфических препаратов из-за крайне тесной интеграции вирусного генома и генома хозяина (человека). Кроме того, оказалось, что вирусы достаточно быстро приобретают устойчивость к терапии, основными механизмами которой являются формирование и селекция мутаций в генах, кодирующих ферменты, участвующие в метаболизме препаратов или являющиеся непосредственными мишенями действия препаратов. Так, ацикловир — основной противогерпетический препарат — является аномальным аналогом нуклеозида гуанозина. Внутри инфицированной вирусом клетки ацикловир подвергается фосфорилированию под действием вирусной тимидинкиназы и клеточных фосфорилаз. Ацикловира трифосфат включается в растущие молекулы ДНК и блокирует их синтез, кроме того, он является ингибитором вирусной ДНК-полимеразы.

Устойчивость к ацикловиру формируется в результате мутаций в вирусной тимидинкиназе. Штаммы вирусов герпеса, дефицитные по тимидинкиназе, проявляют значительно сниженную вирулентность и вызывают инфекции в основном у людей с иммунодефицитом. Мутации в вирусной ДНК-полимеразе приводят лишь к умеренному снижению чувствительности вирусов герпеса к ацикловиру, клиническое значение такого снижения чувствительности окончательно не установлено. Кроме ацикловира, в клинической практике используют валацикловир, а также фамцикловир и ганцикловир. Механизмы резистентности у них такие же, как и у ацикловира.

Среди антиретровирусных препаратов, применяемых для лечения ВИЧ, выделяют ингибиторы обратной транскриптазы и ингибиторы протеазы. Обратная транскриптаза катализирует синтез ДНК с матрицы вирусной РНК. Вирусная протеаза осуществляет расщепление функционально неактивных полипротеинов и получение отдельных протеинов, необходимых для сборки вирионов.

К настоящему времени описано большое количество мутаций в генах обратной транскриптазы (около 10), приводящих к формированию устойчивости. Некоторые из этих мутаций опосредуют избирательную резистентность, другие вызывают перекрестную устойчивость ко всем известным препаратам. Для преодоления резистентности к антиретровирусной терапии важной стратегией лечения ВИЧ-инфекции является комбинированная терапия, что позволяет предотвратить селекцию резистентных штаммов [7].

При лечении вирусных гепатитов, особенно В, проблема резистентности является основной при лечении аналогами нуклеоз(т)- идов. Образование резистентных мутантов связывают с исходным уровнем сывороточной ДНК/РНК, скоростью подавления вируса, длительностью лечения и проводимой ранее терапией аналогами нуклеозидов. Среди применяемых лекарственных препаратов ламивудин обладает максимальной, а энтекавир — минимальной способностью индуцировать формирование резистентных штаммов при ХГВ [3].

Однако если хронические вирусные гепатиты не представляют сиюминутной смертельной опасности для здоровья людей, то острые инфекционные болезни способны вызвать повальные эпидемии. Например, с периодичностью в 15–30 лет в популяции человека возникает новый, ранее не встречавшийся штамм вируса гриппа, который способен вызвать пандемию вследствие отсутствия того самого коллективного иммунитета, причем пандемия, вызванная одним и тем же серотипом вируса, возникает с периодичностью около 70 лет, т.е. когда подавляющая часть популяции людей утрачивает иммунитет к вирусу, который циркулировал 70 лет назад. Таким новым штаммом оказался вирус гриппа  А/California/04/2009 (A/H1N1). Однако новый штамм вируса гриппа, несмотря на вызываемые им, как правило, нетяжелые формы заболевания, на тот период времени показал высокую скорость распространения: только в июне месяце было подтверждено 30 000 случаев в 74 странах мира. Учитывая данное обстоятельство, а также отсутствие иммунитета населения к новому штамму вируса, после консультаций с ведущими экспертами мира по гриппу ВОЗ объявила пандемию, т.е. 6-й (последний) уровень готовности [2].

Как показали последующие события, новый вирус преподнес много сюрпризов и продемонстрировал некоторое сходство с «испанкой»: поражение молодых людей (чаще до 25 лет), высокой процент возникновения геморрагической пневмонии, «избирательные» группы риска (больные с сахарным диабетом, беременные женщины и лица с избыточной массой тела).

Для лечения гриппа, особенно его тяжелых форм, применяется ингибитор вирусной нейраминидазы озельтамивир. Этот препарат не только обладает доказанной способностью смягчать симптомы и сокращать сроки заболевания, но и предотвращает при своевременном приеме летальность. Однако его бесконтрольный прием в последнюю пандемию 2009–2010 годов показал появление резистентности, связанной с мутацией H275Y. В настоящее время систематический эпидемиологический надзор, который проводится Глобальной сетью по надзору за гриппом при поддержке центров ВОЗ и других лабораторий, продолжает выявлять отдельные случаи появления вирусов H1N1, которые демонстрируют резистентность к озельтамивиру (табл. 2).

Результатом выявления и распространения резистентных штаммов вируса гриппа А (H1N1) явилось изменение рекомендаций ВОЗ, запрещающих профилактический прием озельтамивира, исключая постконтактную профилактику.

Некоторые актуальные паразитозы также демонстрируют развитие резистентности. Малярия на сегодняшний день остается одним из самых смертоносных заболеваний — ежегодно от нее погибает около 1 млн жителей планеты. В основном смертность обусловлена P.falciparum и связана прежде всего с формированием резистентности к имеющимся лекарственным средствам. В Европейском регионе ВОЗ большинство случаев малярии являются завозными. С начала 1970-х гг. произошло десятикратное увеличение числа таких случаев: в странах ЕС ежегодно регистрируется от 10 000 до 12 000 случаев завозной малярии, хотя предполагается, что эти цифры существенно занижены. Согласно оценкам, за последние 35 лет в регионе зафиксировано почти 300 000 случаев завозной малярии [1, 6].

В настоящее время проблема лечения тропической малярии существенно осложняется широким распространением штаммов, резистентных к противомалярийным препаратам. Установлено, что мутации в паразитарных генах pfcrtT76 и pfmdr1 ответственны за развитие химиорезистентности. Для лечения малярии использовали различные препараты, к которым формировалась резистентность, — хлорохин, хинин. Вследствие их доступности они до сих пор используются для лечения малярии, хотя из разных частей света, особенно Африки и Азии, поступают сообщения о резистентности Pl.falciparum к этим препаратам. C 2005 г. в широкомасштабную клиническую практику внедрена так называемая артемизинин-комбинированная терапия (АКТ), предусматривающая комбинированное использование производных артемизинина и какого-либо другого противомалярийного препарата, кроме хлорохина, в связи с высокой устойчивостью к нему малярийных паразитов. Важно заметить, что эффективность АКТ зависит именно от второго используемого лекарства. На октябрь 2005 г. 53 страны (35 из которых расположены в Африке) официально приняли АКТ в качестве противомалярийного лечения первой линии. ВОЗ рекомендует странам, где паразит малярии стал устойчив к применяемым в качестве монотерапии лекарствам более чем в 10 % случаев, использовать такую комбинированную терапию.

Однако с 30 июля 2009 г. в Камбодже зарегистрирована быстро распространяющаяся заболеваемость малярией, не поддающейся лечению артемизинином, который до сих пор считался чудодейственным препаратом. Проведенный ВОЗ анализ этого явления выявил нарушения при назначении противомалярийной терапии, а именно: комбинированная терапия заменялась на монотерапию артемизинином, что является недопустимым. Так, при лечении монопрепаратами на основе артемизинина пациенты прерывают лечение на ранних стадиях в связи с быстрым исчезновением малярийных симптомов. При таком частичном лечении в крови пациентов остаются устойчивые паразиты. Без второго препарата в качестве компонента комбинированной терапии эти устойчивые паразиты выживают и могут быть переданы комару, а затем — другому человеку. Поэтому монотерапия является основной причиной распространения устойчивости к артемизинину. Считается, что если к артемизинину разовьется устойчивость, которая распространится на другие крупные гео­графические районы, как это случилось ранее с хлорохином, последствия для здоровья людей могут быть катастрофическими, так как альтернативных противомалярийных лекарств в ближайшем будущем не появится [1, 6].

Таким образом, угрожающее распространение полирезистентных штаммов многих микроорганизмов ставит под угрозу все имеющиеся на сегодняшний день достижения в борьбе с инфекционной заболеваемостью. Одним из существенных признаков инфекционных заболеваний ХХI века ученые считают появление новых полирезистентных штаммов возбудителей, в результате чего невозможно будет найти эффективное средство лечения. Следует также помнить, что рост опасных инфекционных заболеваний, в том числе вызванных резистентными штаммами, резко возрастает при различных стихийных бедствиях, которые все чаще и чаще происходят в разных уголках мира, и системы здравоохранения разных стран должны быть к ним готовы.

Основные факты:

— инфекции, вызываемые устойчивыми микроорганизмами, часто не поддаются лечению по стандартным схемам, что приводит к затягиванию болезни и повышенному риску смерти;

— ежегодно происходит около 440 000 новых случаев туберкулеза с множественной лекарственной устойчивостью, и по меньшей мере 150 000 из них заканчиваются смертельным исходом;

— устойчивость к противомалярийным препаратам предшествующего поколения, таким как хлорохин и сульфадоксин-пириметамин, широко распространена в большинстве стран, где распространена малярия;

— значительную долю внутрибольничных инфекций вызывает такая высоко­устойчивая бактерия, как Staphylococcus aureus (MRSA), устойчивая к метициллину;

— появление штамма бактерии с наличием энзима NDM1 (New Delhi metallo-b-lactamase) в случае его распространения может вызывать панрезистентность ко всем имеющимся на сегодняшний день антибактериальным средствам;

— ненадлежащее и нерациональное использование противомикробных препаратов приводит к формированию благоприятных условий для появления, распространения и сохранения устойчивых микроорганизмов.

1  Профессор медицины, микробиологии и инфекционных заболеваний, а также лабораторной медицины в Центре резистентности к противомикробным препаратам при Университете Калгари, Канада. Содиректор Института по вопросам инфекции, иммунитета и воспалительного процесса им. Снайдера, Председатель правления Канадского комитета по резистентности к противомикробным препаратам.