Antibiotikus apokalipszis

Antibiotikus apokalipszis

Alexander Chubenko
"Népszerű mechanika" №3, 2015

Az antibiotikumok megjelenésével az emberiségnek úgy tűnt, hogy sok betegség örökre visszahúzódott. De sajnos hamar kiderült, hogy a baktériumok gyorsan fejlődnek az ellenállókkal szemben. A tudósok új antibiotikumokat fejlesztettek ki, de a mikroorganizmusok előbb-utóbb alkalmazkodtak hozzájuk. Ki nyerni fogja ezt a könyörtelen fegyverkezési versenyt – embereket vagy mikrobákat?

A WHO főigazgatója, Margaret Chan, "Az antimikrobiális rezisztencia az Európai Unióban és a világban" című, az antimikrobiális rezisztenciával szembeni küzdelemről szóló 2012-es konferencia "cselekvési idő" című jelentése jelentette a bomba hatását. Bár meglehetősen hasonlított a régóta esedékes tályog boncolására: az a tény, hogy a mikrobák gyorsan rezisztensek az antibiotikumokkal szemben, Alexander Fleming észrevette, mielőtt a penicillin ipari termelése a második világháború idején kezdődött.

Néhány évtizeddel a penicillin megjelenése után a farmakológusok továbbra is új antibiotikumokat fejlesztettek ki, az orvosok sikeresen alkalmazták őket, és az 1970-es évek végére úgy tűnt, hogy a fertőző betegségek hamarosan véget érnek … de a végére optimista előrejelzés érkezett.Ráadásul az antibiotikumok ismert csoportjainak hatékonyabb módosítása számos, többek között pénzügyi okok miatt fokozatosan csökken az utóbbi évtizedekben. És az utolsó új osztály – a fluorokinolonok – megjelent 1980-ban. És azóta csak módosultak és javultak.

A szakértők vitatták meg a 20 és 30 évvel ezelőtti rezisztens törzsek számának növekedését, de a legtöbb esetben igen szakosodott tudományos folyóiratokban. 2001-ben, amikor végül világossá vált, hogy a gyógyszeripar elveszítette a kórokozókkal való versenyt, a WHO bejelentette a globális stratégiát az antimikrobás szerekkel szembeni rezisztencia-válság leküzdésére. De a sürgősen felvetett felhívás egybeesett a szeptember 11-i támadásokkal és az antrax vitákkal, amelyek a nyilvánosság és a kormányok figyelmét a terrorizmus elleni küzdelemre fordították.

Csak miután a koppenhágai konferencia a médiában kezdett pánikot kezdeni. És bár a népszerű cikkekben a világ elkövetkező éveinek borzalmai gyakran nagymértékben eltúlozottak, az antimikrobiális ágensek fejlesztői előnyhöz juttatták a poszt-antibiotikum kezdetét körülvevő hype-et: nemcsak a szakemberek, hanem a támogatók és a gyógyszeripari vállalatok gondolták a problémát.

A legveszélyesebb

Az Amerikai Egyesült Államok Centers for Disease Control és Prevention (CDC) által 2013-ban közzétett jelentés szerint az Amerikai Egyesült Államokban (2013) az antibiotikum-rezisztencia veszélye a legveszélyesebb és leggyakoribb törzseket és csoportokat sorolja fel a "szupermikrobiális" három fokú veszélyt jelent a közegészségügyre.

Az első csoport – a "legnagyobb fenyegetést jelentő, azonnali választ igénylő mikrobák" – a szerzők a pseudomembranosus colitis és a gonorrhoea, valamint az enterobaktériumok okozó ágenseit tulajdonították.

Clostridium difficile, a pseudomembranosus colitis okozója. Bármely más betegség elleni antibiotikum kezelés és az általa okozott normál mikroflóra elnyomása után ez a fertőzés a bél rendellenességeinek teljes tartományában, a viszonylag biztonságos hasmenéstől a bélperforációig terjedhet. 2000-ben megjelent egy különösen fertőző Clostridium törzs, amely fluorokinolon antibiotikumokkal szemben rezisztens. Az Egyesült Államokban a fertőzés éves vesztesége a legfrissebb adatok szerint körülbelül 250 000 beteg, egy milliárd dollár a kezelésükért és 14 ezer halott.

Enterobacteriaceae (a nemzetség baktériuma Klebsiella és az E. coli kórokozó törzsei), amelyek a legerősebb antibiotikumokkal szemben ellenállóak – karbapenémek. Egy év alatt – 9000 eset, 600 haláleset.

Neisseria gonorrhoeae. Az Egyesült Államokban a gonorrhea esetek tényleges számát szakértők becslések szerint évente mintegy 820 ezer, ami közel háromszorosa a hivatalos statisztikáknak. Az öngyógyító és kezeletlen esetek előfordulási gyakorisága a betegség tünetmentes lefolyása miatt felgyorsította az egy vagy több antibiotikumra rezisztens gonococcus törzsek számának növekedését (jelenleg már 30%). 2009-ben Japánban a vénorészek – a cefalosporinok – a H041 törzs utolsó reményének ellenállók. Eddig nem vált széles körben elterjedten, de ha ez így megy …

És kétségtelenül jól fog menni, és sürgős intézkedések nélkül a legpesszimistább előrejelzések egy "antibiotikum nélküli világról" valósággá válhatnak.

A "nagy komoly fenyegetést jelentő" kiváló büszkeségek második csoportja "a jelentés szerzői tulajdonították a nemzetség flukonazolrezisztens élesztőszerű gombáit Candida (beleértve a nézetet Candida albicans, amely sokak számára ismert, ha nem a latin név, majd az orosz szó "tuska") és 11 baktérium, beleértve a legismertebb a szupermikrobiák – methicillin-rezisztens staphylococcus aureus (MRSA). A kórházi fertőzések 30-60% -át teszi ki, és nem Afrikában, hanem a fejlett országokban, ahol az evolúciót különösen aktívan erősítették.A betegek egyharmadával a legalkalmasabb kezeléssel is meghalnak.

Gyönyörű név Staphylococcus aureus a kultúrában termesztett kolóniák ("staphyle" – "csomószőlő", cocci-kerek baktériumok) és arany, mert a legtöbb baktériumtól eltérően a természet színtelen, sárga-narancssárga színű staphyloxantin pigmentszám.

Ez a feltételesen patogén mikroorganizmus jelen van a bőrön és a nyálkahártyán a lakosság 20% ​​-ánál, és eddig a tulajdonosnál minden rendben van, semmilyen módon nem tárja fel káros hatását. De károsodott immunitással, karcolásokkal és sebekkel, vagy a véráramba való bejutással (például injekcióval vagy csepegtetéssel), sok betegséget okozhat, a bőrfertőzésektől kezdve és halálos betegségekkel, a nekrotikus tüdőgyulladástól az agyhártyagyulladásig. Egy olyan étel, amely megszorozódott S. aureus, élelmiszer-mérgezéshez vezethet a fertőző-toxikus sokkig.

Az antibiotikumok megjelenése előtt a vérben vagy a belső szervekben előforduló staphylococcus fertőzések mortalitása elérte a 90% -ot. A penicillin megjelenése után elkezdett csökkenni, de 1950-re a kórházi törzsek 40% -a ellenállt a penicillinnel szemben, és 1960-ban már 80% volt.Az orvosok egy ideig az antibiotikumok ugyanazon béta-lactam-csoportjának új módosításai miatt sikerült kitartaniuk, de szó szerint néhány hónap alatt, és rájuk nézve az elkövető mikrobák elkezdtek laktamáz géneket létrehozni a megfelelő szálon. A "methicillin-rezisztens" nevet bevezették, amikor kiderült, hogy a kórházi törzsek S. aureus elkezdtek ellenállni a béta-laktámok – a meticillin – képviselőinek abban az időben (1959). Csak két évig tartott a mikrobák: az MRSA kimutatásának első esetét 1961-ben jelentették. Az MRSA okozta betegségek azonban csak 1990-ig tartottak, és a meticillin továbbra is alkalmazható, különösen mivel az MRSA-t (például glikopeptidek vagy aminoglikozidok) ható egyéb osztályok antibiotikumai túl sok mellékhatással és / vagy kényelmetlenné teszik az alkalmazást (csak intravénás beadást és a vérösszetétel állandó monitorozása a túladagolás elkerülése érdekében). Egy ideig az utolsó védelmi vonal a vankomicin, a glikopeptidek csoportjából származó antibiotikum, de az ellenálló törzsek már megjelentek.

Ugyanígy a gyógyszerrezisztencia mikrobákban fejlődik ki,amelyet a CDC a harmadik veszélyességi osztályba besorolt ​​(két, eritromicinnel és klindamicinnel szemben rezisztens streptococcus törzs, valamint egy vankomicinre rezisztens Staphylococcus aureus törzs). Sajnos nincs ok arra, hogy reménykedjünk, hogy a szuper-mikrobák következő listája rövidebb lesz.

Nem csak baktériumok
Antimikrobiális rezisztencia kialakul a patogén gombákban, parazitákban és vírusokban is. De a fenyegető válság fő problémája az antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek, és mindenekelőtt a kórházi fertőzések. ")"> Nem csak baktériumok
Antimikrobiális rezisztencia kialakul a patogén gombákban, parazitákban és vírusokban is. De a fenyegető válság fő problémája az antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek, és mindenekelőtt a kórházi fertőzések. "Border = 0>

Nem csak baktériumok
Antimikrobiális rezisztencia kialakul a patogén gombákban, parazitákban és vírusokban is. De az orvostudomány fenyegető válságának fő problémája az antibiotikum-rezisztens baktériumtörzsek, és mindenekelőtt a kórházi fertőzések.

Ki hibáztatható?

Az orvosok továbbra is szükségtelen antibiotikumokat írnak elő – a tehetetlenség és a tétlenség vádjával szembeni biztosítás.Ahol az antibiotikum recept nélkül kapható, a betegek gyakran vesznek maguknak. Ennek eredményeképpen az antibiotikumok körülbelül 70% -át megfelelő indok nélkül alkalmazzák (beleértve a vírusos fertőzésekre is, bár az ilyen "kezelés" egyetlen hatása az antibiotikumra rezisztens bakteriális törzsek megjelenése). És még ha az előírt antibiotikumokat is előírják, a betegek több mint fele elfelejtette időben elviselni és / vagy befejezni a kezelést az előírt idő eltelte után (Fleming ezt a leghatékonyabb módszernek tartotta a baktériumok penicillin rezisztenciájának kifejlesztésére).

Az állattenyésztők óriási mértékben járultak hozzá a rezisztens törzsek mesterséges szelekciójához: Észak-Amerikában és Európában (az antibiotikumok antibiotikumoknak a betegségek megelőzésére és növekedést serkentő szerek használatára vonatkozó EGK-tilalom bevezetése előtt) az antimikrobiális gyógyszerek termelésének fele a mezőgazdaságban működött. Az eredmény nem csak antibiotikum-érzéketlen fertőzések, amelyek emberre átvihetők (például szalmonellózis), hanem sok más típusú mikroba (beleértve az ember számára patogéneket), amelyek rezisztens törzseket találtak a természetben és rezisztencia géneket kaptak tőlük.

Az rezisztens törzsek kialakulásának legveszélyesebb módja a kórházi fertőzés (ezek közé tartozik a fent felsorolt ​​három "szuper-szuper baktérium" közül kettő). Azok a mikrobák, amelyek túlélnek a kábítószeres helyiségekben, és túlzsúfolták a gyengített immunitással rendelkező embereket, különösen gyorsan elvesztik érzékenységüket az antibiotikumok minden típusára, és a fertőzésgátló intézkedések szigorítása ellenére könnyen megtalálják az új áldozatokat. A szuper-mikrobák többsége elsősorban a kórházi törzsekhez tartozik.

Mi történik, ha …

A rezisztens baktériumok kimutathatók (kezdetben – különálló esetekként) legfeljebb több évvel az új antibiotikum megjelenése után, és néha a klinikai vizsgálatok szakaszában is. Az 1940-es évek óta kifejlesztett mintegy 150 antibiotikumból több mint a fele gyakorlatilag elveszítette a hatékonyságát, és véletlenszerűen alkalmazzák – elsődleges kábítószerekként. Ha a betegség megszakad a védekezésen, az orvosok a második sorra, majd a harmadikra ​​visszavonulnak. És új és (eddig!) A hatékony gyógyszerek sokkal drágábbak, mint a régiek, néha – százszor vagy többször.

2014 decemberében jelent meg az "Antibiotikum-rezisztencia: sürgős intézkedésekre van szükség a válság ellen a népesség egészsége és jóléte érdekében" (Antimikrobiális rezisztencia: válságkezelés),melyet David Cameron brit miniszterelnök utasítása készít a RAND Europe Institute és a KPMG könyvvizsgáló cég kutatócsoportja, ami rosszabb, mint bármely hollywoodi horrorfilm.

2050-ben a világon (főleg Afrikában és Ázsiában élő szegény országokban) a kábítószer-ellenállás miatt évente nem fog meghalni 700 000 ember, hanem 10 millió, a globális gazdaság közvetlen kárért 100-120 billió dollár lesz, de Figyelembe véve a közvetett következményeket, mint például a csecsemõ- és anyai halandóság növekedése, a szepszis veszélye a sebészeti beavatkozások után és a modern egészségügyi rendszer általános megsemmisítése kétszer akkora. Az orvostudomány előtt valóságos kilátások állnak fenn egy évszázad és fél évvel ezelőtt, amikor a gyerekek majdnem fele nem él egy évig, a tuberkulózis halálos ítélet volt stb.

Igaz, maguk a szerzők azt állítják, hogy kiszámították a pesszimista forgatókönyvet – mi fog történni, ha nem teszel intézkedéseket a helyzet orvoslására. És most már intézkedéseket hoznak.

Öröklési ellenállás

A rezisztencia gének vertikális átvitel útján nyithatók – a szülői sejtből öröklődő – horizontálisan – a konjugáció eredményeképpen – egyfajta szexuális folyamat, amelyben a baktériumok a sejtfalak és a csere gének,vagy baktériumfágok segítségével, amelyek a megölt baktériumból származó szétszóródás génjeikkel együtt megragadhatják a mikrobiális DNS-régiót, továbbadhatják a következő fertőzött baktériumba, és a bakteriális immunitás hatására elpusztulhatnak.

Hogyan alakul ki az antibiotikum rezisztencia?
1. A sok baktérium közül legalább néhány ellenáll az alkalmazott antibiotikumnak.
2. Az antibiotikumok elpusztítják a betegség elkövetőire érzékenyeket, és megsértik a fertőzést védő hasznos mikroorganizmusok összetételét.
3. Ennek eredményeképpen a túlélő patogén baktériumok könnyebben fészkelnek és szaporodnak.
4. Néhányan olyan génekre terjednek ki, amelyek antibiotikum rezisztenciát biztosítanak más baktériumokkal szemben, amelyekre ez az antibiotikum nem fog működni, ha ismételten alkalmazzák.

Mi a teendő

Ugyanaz, mint korábban – új antimikrobiális szerek kifejlesztésére, különösen mivel a fejlett országok a WHO általános vezetése alatt már elfogadtak programokat a kábítószer-ellenállás leküzdésére, nem pedig megalapozatlan, de több milliárd támogatással. És anélkül, hogy ez a munka nem állt meg, többek között a kábítószer-fejlesztés új módszereinek köszönhetően, amely lehetővé tette, hogy 10-15 év alatt és egy milliárd dollárba, de sokkal gyorsabb és olcsóbb legyen, hogy az új gyógyszert az ötletből a gyógyszertárba juttassák.És a kutatók nem fogják megírni az antibiotikumokat az archívumban: 2014-ben az FDA négy új antibiotikumot hagyott jóvá, és még néhány tucat, beleértve az új osztályokat is, a kutatás különböző szakaszaiban vannak.

2006-ban, az egyik szerint a Streptomyces faj – actinobacteriumok, amelyen keresztül kifejlesztett különféle antibiotikumok, sztreptomicint (második után penicillin), hogy a legújabb (például, neomicin és kloramfenikol), amely két ígéretes molekulák atsildepsipeptidov (ADEP). A jól ismert antibiotikumokkal ellentétben egy alapvetően új mechanizmussal dolgoznak – csatlakoznak a ClpP fehérjéhez, amely rendszerint megsérti a helytelenül összegyűjtött vagy sérült fehérjéket, és egy sorban elpusztítja a fehérjéket, letiltja a baktériumot. Egy természetes antibiotikum az egerek és patkányok kísérletei során elnyomta a tuberkulózist, bizonyos tüdőgyulladást, a staphylococcus és más fertőzések, de a jelölt gyógyszerek számára – nem elég hatékony. 2014 januárjában megjelentek a kémiailag módosított ADEP vizsgálatok eredményei (jelenleg csak in vitro, de nagyon biztatóak). Molekulák ADEP4 hétszeresen erősebb ClpP kötődnek, és elpusztítják a rezisztens baktériumok más antibiotikumokkal koncentrációban 30-1200 kisebb, mint a természetes antibiotikum.

Rezisztencia nélküli antibiotikum?

Egy másik nemzetközi kutatócsoport, akit Kim Lewis professzor vezetett a bostoni Northwestern University-ből (aki egyébként az ADEP kifejlesztésében is részt vett) sokkal tovább fejlődött a nem művelt mikroorganizmusok új antibiotikumainak kutatásában. Szó szerint a mikrobákat egyenként gél mikrokapszulákká zárják, amelyek lehetővé tették számukra, hogy tápanyagokat szerezzenek szülőföldükről, majd fokozatosan átviszik a reprodukált baktériumokat mesterséges táplálékká. Miután több tízezer mintát mentek át, azonosította a 25 legígéretesebb jelöltet, akik közül a legérdekesebb a teixobaktin (teixobactin), megszünteti a peptidoglikán és a teikovasav prekurzorainak szintézisét, amely a mikrobák sejtfalának kialakulásához szükséges. Az ilyen cselekvési mechanizmus kétféle madarat ölt meg egy kővel: ezek mindegyike szinte minden baktériumban jelen van, ami azt jelenti, hogy a teixobaktin, ha átmegy a klinikai vizsgálatokon, antibiotikumnak bizonyulhat, ha nem univerzális, akkor legalább egy széles spektrumú hatás. Másodszor, nagyon nehéz lesz ellenállóképességet kifejleszteni: a fehérjékre mutató gyógyszerekhez alkalmazkodni, és a teixobaktin célpontjai – nem fehérje anyagok.Valójában az in vitro vizsgálatok kimutatták, hogy sem a Staphylococcus aureus, sem a tuberkulózis mycobacterium a Teixobactin hatása alatt nem rezisztens baktériumokat képezhet. 2015 januárjában a folyóiratban természet Egy cikket publikáltunk a teixobaktin sikeres teszteléséről egerekben. Az MRSA vagy a pneumonia streptococcus letális dózisával fertőzött rágcsálók mellékhatás nélkül fennmaradtak. Klinikai vizsgálatok önkéntesek, a fejlesztők tervezi, hogy ebben az évben.

Nem csak antibiotikumok

Vannak bakteriofágok (baktériumvírusok) is – és a szokásosak, amelyek nagy fajlagosságuk miatt nem széles körben elterjedtek (a patkány pontosságának meghatározása és a vírus kiválasztása és replikálása miatt több héttel több időt igényel, mint az antibiotikum gyógyszertára) és előzetesen összeállított "koktélok" formájában, amelyek elpusztítják az adott típusú kórokozó legtöbb törzset, és a "trójai". Például olyan génkonstrukciót hordoz, amely egy Cas9 proteint kódol, amely csökkenti az antibiotikumokkal szemben rezisztenciát mutató géneket (a fertőzött baktérium valamennyi utódai állandóan elvesztik antibiotikum rezisztenciájukat).Vagy egy olyan antibiotikum genomjával töltetik be, amely nem képes behatolni a bakteriális sejtfalba: a fágok átszúrják, beadják a DNS-ét a baktériumba, és magának a kórokozónak magának kezd egy olyan mérgező anyagot szintetizálni.

Meg lehet támaszkodni antimikrobiális peptidek – több tíz aminosavból álló láncra, amelyek beépíthetők a mikrobiális fehérjék háromdimenziós szerkezetébe, és megzavarhatják funkciójukat. Sajnos számos okból kifolyólag az elkövetkező években nem várható a gyakorlatba való bevezetésük, de ebbe az irányba történő munkavégzés meglehetősen intenzív.

Ezért egy napra és egy éjszakára kell állnunk – és ott, látja, a világ következő vége törlődik …

Keresse meg és pusztítsa el

Az elegáns megoldást Matthew Chan Nanyang Műszaki Egyetem (Szingapúr) csoportja fejlesztette ki. A tudósok egy közönséges E. colit váltottak fegyverré Pseudomonas aeruginosa – kék pus bacillus, a kórházi fertőzések gyakori oka. A baktérium-bomba genomba egy négylépcsős struktúrát vezettek be. Az első szintetizálja a jelzőmolekulákhoz kötődő mutató fehérjéket, amelyek a Pseudomonas aeruginosa és más, kollektív mikroszkópok kvórumérzeteit alkotják, amelyek klasztereket alkotnak – a DNS-molekulákhoz kapcsolt biofilmeket.A kapott komplex azonnal indul három reakciók: szintézise antimikrobiális peptid mikrotcina S, enzimet DNáz-I, tönkreteszi a biofilm (mindkét vegyületet a környezetbe engedni a sejtmembránon keresztül), és a komplex fehérjéinek, amely mozgás az irányt coliform nagyobb koncentrációban „quorum molekulák.” Ennek eredményeként, a kórokozók elpusztulnak és alkotó biofilm, és elválasztja azt mikrobák. A technika növekvő „egy ketrecben” uncultivable baktériumokat, ez a módszer egy alapvetően új platform, amely lehetővé teszi, hogy új anti-mikrobiális ágensek.

Antibakteriális bomba
1. Az E. coli fehérje-mutatókat szelektál, amelyek feltörlik a pyocyanic botot.
2. „Bomba” azonosítja anyagok, amelyek elpusztítják a Pseudomonas aeruginosa biofilm és megsemmisíti: van egy „robbanás”.
3. A bomba fragmentumok (E. coli) az ellenség irányába mozognak, és a ciklus ismét elkezdődik.


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: