Какова роль антибиотиков в лечении бактериальных инфекций

Обновлено: 18.04.2024

В борьбе за существование микроорганизмы создали и усовершенствовали оружие, которое позволяет им отстаивать свою среду обитания. Это оружие – специальные вещества, названные антибиотиками. Они безвредны для хозяина, но смертельно опасны для его врагов. С их помощью микроорганизмы успешно защищают, а при случае и расширяют “свои территории”. Наблюдение за жизнью микроорганизмов, позволившее человеку создать новый класс лекарств – антибиотики, заставило отступить многие ранее непобедимые болезни.

Считается, что открытие антибиотиков прибавило примерно 20 лет к средней продолжительности жизни человека в развитых странах. В каждой семье есть человек, который остался в живых благодаря антибиотикам. Микробиолог Зинаида Ермольева, получившая в 1942 году первые в СССР образцы пенициллина, объясняла значение антибиотиков так: “Если бы в XIX веке был пенициллин, Пушкин бы не умер от раны”.

История антибиотиков насчитывает чуть более 70 лет, хотя роль микроорганизмов в развитии инфекционных заболеваний была известна уже со второй половины XIX века. Начало этой истории положили наблюдения Флеминга за борьбой микроорганизмов между собой.

Термин “антибиотики” ввел в обращение американский микробиолог З. Ваксман, получивший в 1952 году Нобелевскую премию за открытие стрептомицина. Именно он предложил называть все вещества, вырабатываемые микроорганизмами для уничтожения или нарушения развития других микроорганизмов-противников, антибиотиками. Сам же термин антибиос (“анти” – против, “биос” – жизнь), отражающий форму сосуществования микроорганизмов в природе, когда один организм убивает или подавляет развитие “противника” путем выработки особых веществ, был придуман Л. Пастером, вложившим в него определенный смысл – “жизнь – против жизни” (а не “против жизни”).

Первый антибиотик – пенициллин – был выделен из плесневого гриба пенициллиум нотатум, чему и обязан своим названием. За его создание в 1945 году три ученых Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии. История создания первого в мире антибиотика довольно интересна. В 20-х годах в одной из лондонских больниц работал Александр Флеминг. Он готовил для учебника по бактериологии статью о стрептококках (вид бактерий) и ставил эксперименты. Однажды Флеминг обнаружил, что плесень, случайно попавшая на поверхность среды с культурой стрептококка, как бы растворила ее. Стало очевидным, что плесень вырабатывает какое-то удивительное вещество, с огромной силой действующее на бактерий. Это гипотетическое вещество Флеминг назвал пенициллином (от латинского penicillium – плесень). В 1929 году он опубликовал свое открытие, а в 1936 – рассказал о нем на II Международном конгрессе микробиологов. Однако научная общественность осталась равнодушной, отчасти может быть из-за того, что Флеминг, по признанию современников, был плохим оратором. Дальнейшая разработка пенициллина была связана с работой, так называемой Оксфордской группы, во главе которой стояли Говард Флори и Эрнст Чейн. Чейн занимался выделением пенициллина, а Флори – испытанием его на животных. В результате был получен малотоксичный и эффективный пенициллин. 12 февраля 1941 года пенициллин был впервые применен для лечения человека. Первым пациентом оказался лондонский полицейский, умиравший от заражения крови. После нескольких инъекций ему стало лучше, через день он уже ел без посторонней помощи. Но запас с таким трудом полученного пенициллина закончился, и больной скончался.

Промышленный выпуск препарата был налажен только в 1943 году в США, куда Флори передал технологию получения нового лекарства. Причем американский штамм (подвид) плесени был найден на одной из гнилых дынь, выброшенных на помойку.

В нашей стране пенициллин создали в 1942 году два биолога З.В. Ермольева и Т.И. Балезина с сотрудниками. В одном из московских подвалов они обнаружили штамм пенициллиум крустозум, который оказался продуктивнее английских и американских родичей. Это отметил и Флори, приезжавший в январе 1944 года в СССР с американским штаммом. Он был удивлен и восхищен тем, что у нас есть более продуктивный штамм и уже налажено промышленное производство пенициллина.

У пенициллина оказалось столько достоинств, что он до сих пор широко применяется в медицинской практике. Главные из них – высочайшая антибактериальная активность и безопасность для человека. Поначалу его действие вообще производило впечатление волшебной палочки: очищались гнойные раны, зарастали кожей ожоги и отступала гангрена. Так получилось, что изучение свойств пенициллина совпало по времени со второй мировой войной, и он быстро нашел применение для лечения раненых солдат. Введение пенициллина сразу после ранения позволяло предупреждать нагноение ран и заражение крови. В результате в строй возвращались свыше 70% раненых.

После того, как была доказана возможность получения антибиотиков из микроорганизмов, открытие новых препаратов стало вопросом времени. И, действительно, в 1939 году был выделен грамицидин, в 1942 – стрептомицин, в 1945 – хлортетрациклин, в 1947 – левомицетин (хлорамфеникол), а уже к 1950 году было описано более 100 антибиотиков. Многие антибиотики были выделены из микроорганизмов, обитающих в почве. Оказалось, что в земле живут смертельные враги многих болезнетворных для человека микроорганизмов – возбудителей тифа, холеры, дизентерии, туберкулеза и других. Так стрептомицин, который с успехом применяется до сих пор для лечения туберкулеза, тоже был выделен из почвенных микроорганизмов. При этом, чтобы отобрать нужный штамм, З. Ваксман (автор стрептомицина) исследовал за три года более 500 культур, прежде чем нашел подходящую – выделяющую в среду обитания достаточные количества (больше, чем другие) стрептомицина.

Поиск новых антибиотиков – процесс длительный, кропотливый и дорогостоящий. В ходе подобных исследований изучаются и отбраковываются сотни, а то и тысячи культур микроорганизмов. И только единицы отбираются для последующего изучения. Но это еще не значит, что они станут источником новых лекарств. Низкая продуктивность культур, сложность процессов выделения и очистки лекарственных веществ ставят дополнительные, порой непреодолимые барьеры на пути новых препаратов. Поэтому со временем, когда очевидные возможности были уже исчерпаны, разработка каждого нового природного препарата стала чрезвычайно сложной исследовательской и экономической задачей. А новые антибиотики были очень нужны. Выявлялись все новые возбудители инфекционных болезней, и спектр активности существующих препаратов становился недостаточным для борьбы с ними. К тому же микроорганизмы быстро приспосабливались и становились невосприимчивыми к действию казалось бы уже проверенных препаратов. Поэтому, наряду с поиском природных антибиотиков, активно велись работы по изучению структуры существующих веществ, с тем, чтобы модифицируя их, получать новые и новые, более эффективные и безопасные препараты. Таким образом, следующим этапом развития антибиотиков стало создание полусинтетических, сходных по строению и по действию с природными антибиотиками, веществ.

Сначала в 1957 году удалось получить феноксиметилпенициллин, устойчивый к действию желудочного сока, который можно принимать в виде таблеток. Природные пенициллины, полученные ранее феноксиметилпенициллина, были неэффективны при приеме внутрь, так как они разрушались в кислой среде желудка. Впоследствии был создан метод получения полусинтетических пенициллинов. Для этого молекулу пенициллина “разрезали” с помощью фермента пенициллиназы и, используя одну из частей, создавали новые соединения. Таким способом удалось получить препараты более широкого спектра действия (амоксициллин, ампициллин, карбенициллин), чем исходный пенициллин.

Другой антибиотик, цефалоспорин, выделенный в 1945 году из сточных вод на острове Сардиния, дал жизнь новой группе полусинтетических антибиотиков – цефалоспоринам, оказывающим сильнейшее антибактериальное действие и практически безопасным для человека. Цефалоспоринов получено уже более 100. Некоторые из них способны убивать и грамположительные, и грамотрицательные микроорганизмы, другие действуют на устойчивые штаммы бактерий.

В настоящее время число выделенных, синтезированных и изученных антибиотиков исчисляется десятками тысяч, около 1 тысячи применяются для лечения инфекционных болезней, а также для борьбы со злокачественными заболеваниями.

Использование антибиотиков отодвинуло на второй план многие ранее смертельные заболевания (туберкулез, дизентерия, холера, гнойные инфекции, воспаление легких и многие другие). С помощью антибиотиков удалось значительно снизить детскую смертность. Большую пользу приносят антибиотики в хирургии, помогая ослабленному операцией организму справляться с различными инфекциями. Знаменитый французский хирург XIX века А. Вельпо с горечью писал: “Укол иглой уже открывает дорогу смерти”. Эпидемии послеоперационной горячки уносили в могилу до 60% всех прооперированных, и такая огромная смертность тяжелым грузом лежала на совести хирургов. Теперь с большинством больничных инфекций можно успешно бороться при помощи антибиотиков. Так началось время, которое врачи справедливо называют “веком антибиотиков”.

Существуют антибиотики с антибактериальным, противогрибковым и противоопухолевым действием. В этом разделе мы рассматриваем антибиотики, влияющие преимущественно на бактерии.

В чем же главное отличие антибактериальной терапии от других видов медикаментозного лечения, и почему мы выделяем ее в отдельную тему? Отличие заключается в том, что антибактериальная терапия – это лечение, направленное на устранение причины заболевания (этиотропная терапия). В отличие от патогенетической, борющейся с развитием болезни, этиотропная терапия направлена на уничтожение возбудителя, вызвавшего конкретное заболевание.

Основные правила антибактериальной терапии можно сформулировать следующим образом:
1. Установить возбудителя заболевания.
2. Определить препараты, к которым возбудитель наиболее чувствителен.
3. При неизвестном возбудителе использовать либо препарат с широким спектром действия, либо комбинацию двух препаратов, суммарный спектр которых включает вероятных возбудителей.
4. Начинать лечение надо как можно раньше.
5. Дозы препаратов должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить в клетках и тканях препятствующие размножению (бактериостатические) или уничтожающие бактерии (бактерицидные) концентрации.
6. Продолжительность лечения должна быть достаточной; снижение температуры тела и ослабление других симптомов не являются основанием для прекращения лечения.
7. Значительную роль играет выбор рациональных путей введения препаратов, учитывая, что некоторые из них не полностью всасываются из желудочно-кишечного тракта, плохо проникают из крови в мозг (через гематоэнцефалический барьер).
8. Комбинированное применение антибактериальных средств должно быть обоснованным, так как при неправильном сочетании может как ослабляться суммарная активность, так и суммироваться их токсические эффекты.

Каким же образом действуют антибиотики на микроорганизмы, убивая их или не позволяя им развиваться? Механизм действия многих противомикробных средств не вполне выяснен. Тем не менее, можно утверждать, что действие большинства антибиотиков заключается в нарушении проницаемости клеточной мембраны и угнетении синтеза веществ, образующих клеточные мембраны бактерии или белка внутри микробной клетки (в том числе и путем угнетения синтеза РНК). В первом случае страдает обмен веществ между бактериальной клеткой и внешней средой. Во втором, клетка, оставаясь без оболочки или с ослабленной оболочкой, растворяется в среде обитания и перестает существовать как живой организм. Наконец, в третьем, недостаточность белкового синтеза приводит к остановке процессов жизнедеятельности и микроорганизм “засыпает”. Во всех случаях микробная клетка перестает вырабатывать токсины и, следовательно, перестает быть болезнетворной. Основные точки приложения действия антибиотиков в микробной клетке приведены на рисунке 3.11.1.

Рисунок 3.11.1. Точки приложения действия антибактериальных средств

Ценность антибиотиков как лекарств ни у кого не вызывает сомнения. Но, казалось бы, зачем такое количество лекарств, если достаточно нескольких наиболее активных? А поиски новых антибиотиков все продолжаются и продолжаются. Тому есть несколько очень серьезных причин.

Во-первых, даже наиболее активные антибиотики действуют лишь на ограниченное число микробов, а поэтому могут применяться только при определенных болезнях. Набор микроорганизмов, которые обезвреживаются антибиотиком, называется спектром действия. И этот спектр не может быть бесконечным. Природный пенициллин, например, несмотря на высокую активность, действует лишь на небольшую часть бактерий (преимущественно на грамположительные бактерии). Есть в настоящее время препараты (например, некоторые полусинтетические пенициллины и цефалоспорины) с очень широким спектром действия, но и их возможности не безграничны. Значительная часть антибиотиков не поражает грибы, среди которых есть достаточное количество болезнетворных. По спектру действия основные группы и препараты антибиотиков можно представить следующим образом:

– влияющие преимущественно на грамположительные бактерии (бензилпенициллин, оксациллин, эритромицин, цефазолин);

– влияющие преимущественно на грамотрицательные бактерии (полимиксины, уреидопенициллины, монобактамы);

– широкого спектра действия (тетрациклины, хлорамфеникол, аминогликозиды, полусинтетические пенициллины и цефалоспорины, рифампицин).

Вторая причина заключается в том, что антибиотики не обладают абсолютной избирательностью действия. Они уничтожают не только наших врагов, но и союзников, которые охраняют рубежи нашего организма – на поверхности кожи, на слизистых оболочках, в пищеварительном тракте. Это может нанести значительный урон естественной микробной флоре человека. В результате развивается дисбактериоз – нарушение соотношения и состава нормальной микрофлоры. Дисбактериоз может проявиться сравнительно невинно – вздутием живота, небольшим поносом и другими симптомами, но может протекать тяжело и в отдельных случаях даже приводить к смертельному исходу. На фоне дисбактериоза могут проявиться ранее “дремавшие” в организме инфекции, в частности грибковые, устойчивые к антибактериальным средствам. Такие инфекции в ослабленном болезнью организме, в особенности у детей и пожилых пациентов, представляют серьезную проблему. Поэтому вместе с антибиотиками нередко назначают противогрибковые средства.

Третья причина – появление устойчивых к действию антибиотиков разновидностей микроорганизмов. Микробы, обладая очень хорошей приспособляемостью к быстро меняющимся условиям окружающей среды, “привыкают” к антибиотикам. При этом они становятся нечувствительными к антибиотику, в том числе вследствие выработки ферментов, разрушающих его. В основе этого явления, известного как устойчивость, или резистентность, возбудителей заболеваний, лежит естественный отбор. Когда бактерии сталкиваются с антибиотиком, они проходят через сито селекции: все бактерии, чувствительные к антибиотику, погибают, а те немногочисленные, которые в результате естественных мутаций оказались к нему невосприимчивы, выживают. Эти резистентные бактерии начинают стремительно размножаться на территории, освободившейся в результате гибели конкурентов. Так возникает резистентная разновидность (штамм). Резистентные бактерии быстро захватывают как отдельный организм, так и целую семью, летний лагерь, целые районы, и даже “путешествуют” из одной части света в другую. Это очень серьезная проблема химиотерапии, так как появление устойчивых видов обесценивает противомикробное средство. Разумеется, устойчивые штаммы появляются тем больше, чем шире (и длительнее) применяется препарат.

Многолетнее использование пенициллинов при различных заболеваниях привело к появлению микроорганизмов, продуцирующих специальный фермент – пенициллиназу, нейтрализующий пенициллины. Такие бактерии, например стафилококки, стали серьезной клинической проблемой и даже причиной гибели многих больных. Дело в том, что существует еще перекрестная резистентность, то есть микроорганизмы, научившиеся “справляться” с бензилпенициллином (природным антибиотиком), нередко устойчивы к полусинтетическим представителям этого ряда, а также к цефалоспоринам, карбапенемам. Перекрестная устойчивость, как правило, развивается в отношении препаратов с одинаковым механизмом действия. Можно отсрочить появление резистентных штаммов рациональным применением антибиотика, особенно нового, с оригинальным механизмом действия. Эти новые антибиотики оставляют в резерве (“группа резерва”) и стараются назначать только в критических случаях, когда не помогают известные химиопрепараты, к которым возбудитель инфекции устойчив. Одним из методов борьбы с устойчивостью микроорганизмов является создание комбинированных препаратов, содержащих антибиотик и средства, угнетающие активность микробного фермента, разрушающего этот антибиотик.

И, наконец, четвертая причина – побочные действия. Антибиотики, как и другие лекарства, являются чужеродными для человеческого организма веществами, поэтому при их применении возможны различные неблагоприятные реакции. Наиболее частая из них – аллергия: повышенная чувствительность организма к данному препарату, которая проявляется при повторном его применении. Чем дольше существует препарат, тем больше становится пациентов, которым он противопоказан по причине аллергии. Не менее серьезными могут быть и другие побочные эффекты антибиотиков. Например, тетрациклин обладает способностью связываться с кальцием, поэтому может накапливаться в растущих тканях костей и зубов детей. Это приводит к неправильному их развитию, увеличению склонности к кариесу и окрашиванию зубов в желтый или коричневый цвет. Стрептомицин, положивший начало победному наступлению на туберкулез, и другие аминогликозидные антибиотики (канамицин, гентамицин) могут вызвать поражение почек и ослабление слуха (вплоть до глухоты). Хлорамфеникол угнетает кроветворение, что может привести к развитию малокровия (анемии). Поэтому применение антибиотиков всегда проводится под наблюдением врача, что позволяет своевременно выявить побочные реакции и произвести корректировку дозы или отменить препарат.

Разнообразие форм микроорганизмов и их способность быстро приспосабливаться к внешним воздействиям обусловили появление большого числа антибиотиков, которые принято классифицировать по их молекулярной структуре (таблица 3.11.2). Представители одного класса действуют по аналогичному механизму, подвергаются в организме однотипным изменениям. Сходны и их побочные действия.

Обзор

Антибиотикорезистентные бактерии одолевают один препарат за другим и неконтролируемо распространяются

Авторы

Редакторы

Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.

Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.

Вступление

По данным комиссии, собранной британским министерством здравоохранения в 2014–2016 гг., ежегодно около 700 000 человек по всему миру умирает от бактериальных инфекций, которые вызваны невосприимчивыми к действию антибиотиков патогенами. К 2050-му эта цифра может вырасти до 10 миллионов человек в год [2]. А по данным за 2019 год, только в США и европейских странах суммарно от болезней, вызванных резистентными бактериями, умирает около 68 000 человек в год (рис. 2) [3], [4].

Рисунок 2. Количество смертей от болезней, вызванных резистентными к антибиотикам бактериями, в европейских странах по данным за 2015 год

Если у нас закончатся эффективные противомикробные лекарства , то мы также не сможем безопасно проводить хирургические операции или использовать методы лечения, угнетающие иммунную систему, такие как химиотерапия, которая применяется для лечения онкологических заболеваний. Пострадают в первую очередь развивающиеся страны за счет плохой доступности медицины, проблем с гигиеной и слаборазвитой инфраструктуры [2].

О механизмах резистентности и ее передаче можно подробнее почитать в материалах [5] и [6].

Распространение резистентности: связь с уровнем потребления антибиотиков и влияние окружения

Иногда случается так, что потребление антибиотиков сокращается, а уровень устойчивости наоборот, только растет. Например, так произошло в Исландии 20 лет назад. В 2002 году было опубликовано исследование [8], согласно которому, несмотря на сокращение потребления противомикробных препаратов с 1,5 до 1,1 курса в год на одного ребенка (возрастом от одного года до шести лет), за пять лет распространенность устойчивых к пенициллину пневмококков выросла в двух наиболее удаленных от столицы регионах в четыре и в десять раз. Причем в десять раз она выросла там, где сокращение потребления антибиотиков было самым значительным по стране. Хотя в среднем за этот период уровень резистентности в Исландии действительно сократился: на 5%. Авторы исследования предположили, что из-за слабого коллективного иммунитета жители сельских регионов (рис. 3, 4) оказываются более уязвимыми к новым патогенам, которые сначала распространяются в крупных городах и только спустя время доходят до деревень. Можно было бы предположить, что свою роль сыграли и маленькие дозы лекарства или некорректная длительность терапии, однако, по данным исследования, все дети получали адекватное лечение.

Рисунок 3. Поселение Болунгарвик (исл. Bolungarvík), где зарегистрировали самый значительный рост резистентности при наиболее сильном снижении объема потребления антибиотиков.

Рисунок 4. Маяк Оусхоулавити (исл. Óshólaviti) в Болунгарвике. Фотограф: Герберт Ортнер, Вена (Herbert Ortner, Vienna).

Тем не менее исландский кейс остается скорее частным примером того, как на резистентность могут влиять и другие факторы, помимо объема потребления противомикробных препаратов. В целом же, прием антибиотиков остается одной из главных причин распространения устойчивости в мире [2–4].

К сожалению, даже если человек никогда не злоупотреблял антибиотиками, он может получить резистентную микрофлору от кого-то из своего непосредственного окружения, например, от родственников.

Исследование [9] на основе данных, полученных в 1998 году в двух деревнях штата Юта (рис. 5), показало, что вероятность получить как устойчивые, так и чувствительные штаммы растет с увеличением количества детей в семье. А прием антибиотиков ребенком увеличивает количество именно устойчивых бактерий у братьев и сестер.

В 2019 году израильские ученые показали, что прием матерями фторхинолонов (противомикробных лекарств широкого действия) повышал риск заражения резистентными штаммами не принимавших эти лекарства детей на 50% [10].

Бактерии распространяются не только в семьях, но и в других небольших сообществах, где люди тесно взаимодействуют, например в больницах. Так, в 2001 году другой исследовательский коллектив из Израиля подтвердил, что прием цефалоспоринов и амикацина (полусинтетического антибиотика группы аминогликозидов) в шести отделениях больницы был связан с повышенным риском заражения устойчивыми патогенами в течение последующих месяцев, в том числе и у пациентов, не принимавших эти антибиотики в течение предыдущего года. Причем у принимавших этот риск был выше 1,5–3 раза [11].

Распространение резистентности в больших сообществах

Исследователи рассматривали данные о потреблении антибиотиков и распространенности устойчивости к ним в американских штатах и европейских странах. Они предположили, что чем два штата или две страны теснее взаимодействуют, тем меньше между ними разница в уровне резистентности к антибиотикам, и непосредственное влияние объема потребления антибиотиков на устойчивость будет ниже, чем в идеальной ситуации, когда регион полностью изолирован от других.

Чтобы проверить гипотезу, ученые сначала использовали математические модели, с помощью которых они делали численные предсказания того, насколько спилловер-эффект увеличится от усиления интенсивности взаимодействия сообществ. А затем они обратились к эмпирическим данным и соотнесли разницу в уровне резистентности внутри регионов с интенсивностью их взаимодействия друг с другом. Степень интенсивности определяли по данным о перелетах американскими и европейскими авиалиниями — ученые предположили, что чем меньше рейсов между регионами, тем слабее эти регионы взаимодействуют (рис. 6).

Рисунок 6. Карта авиаперелетов

Источники информации о потреблении антибиотиков и распространении устойчивости внутри регионов ученые распределили по трем группам: первые две включали в себя американские базы данных, а третья — данные по европейским странам.

Но в итоге было сформировано шесть датасетов вместо девяти: два убрали, потому что пришлось исключить данные по устойчивости пневмококков к β-лактамам в США — в предыдущих исследованиях на этих датасетах связь между объемом потребления антибиотиков и уровнем резистентности получила отрицательную точечную оценку. Кроме того, информация по потреблению фторхинолонов для США была только во втором наборе данных, так что для этой комбинации патогена и антибиотика собрали два датасета вместо трех, как у остальных (один европейский и один американский).

После попарного сравнения регионов, связь между интенсивностью взаимодействия и снижением зависимости уровня резистентности от объема потребления антибиотиков оказалась статистически значимой в четырех из шести датасетов. Иными словами, чем активнее люди перемещались между сообществами, тем меньшее влияние на распространенность устойчивости оказывал уровень потребления антибиотиков внутри каждого из них — значительную роль начинали играть соседи.

Ученые также сгруппировали все сообщества по парам и ранжировали список по степени интенсивности взаимодействия. Затем они сравнили первые 10% пар из начала с 10% пар с конца и выяснили, что для пар в начале рейтинга связь между объемом потребления антибиотиков и резистентностью в среднем на 50% слабее, чем для пар, которые взаимодействовали меньше всего.

О чем говорят эти данные? В первую очередь о том, что спилловер-эффект оказывает значимое влияние на распространение устойчивости бактерий к антибиотикам на уровне США и европейских стран. Из этого наблюдения следуют несколько важных выводов. Во-первых, бессмысленно проводить какую бы то ни было политику по сокращению потребления антибиотиков с целью снизить уровень резистентности, не учитывая ситуацию в соседних регионах. Во-вторых, куда эффективнее любые меры принимать не на уровне отдельной страны или штата, а на уровне более крупных регионов: США или Евросоюза целиком. В-третьих, массовые испытания антибиотиков могут привести к росту устойчивости внутри всей контрольной популяции (если она не полностью изолирована от испытуемых) за счет все того же спилловер-эффекта.

Рисунок 7. Разница в уровне доходов у американского населения по штатам. Экономическое неравенство сказывается и на сфере здравоохранения: у людей с высоким и низким доходом разные условия проживания, неравный доступ к медицине и др. Это может быть релевантно при анализе эпидемиологической обстановки региона.

К тому же, чтобы упростить себе задачу, в рамках исследования ученые исходили из того, что связь между объемом потребления антибиотиков и уровнем резистентности неоспорима, а изменения в распространенности устойчивости следуют за изменениями в объеме потребления антибиотиков в течение какого-то относительно небольшого и обозримого отрезка времени, хотя оба эти положения являются предметом активного изучения. Попарное сравнение сообществ также существенно упрощает задачу построения математической модели и обработки данных. Однако надо понимать, что на деле регионы взаимодействуют между собой одновременно, и это взаимодействие может иметь сезонный характер, или его интенсивность может меняться в зависимости от каких-то социальных, политических или экологических процессов. Так что теоретические выкладки, полученные исследователями, довольно грубы и позволяют составить только беглое представление о проблеме.

Борьба с резистентностью: поиск новых решений

Рисунок 8. Инфографика по карбапенем-резистентным энтеробактериям из доклада Департамента здравоохранения и социальных служб США. Согласно ей, в 2017 году насчитывалось 13 100 случаев госпитализации пациентов с инфекциями, вызванными карбапенем-резистентными энтеробактериями, в том числе и 1100 случаев летального исхода, а соответствующие затраты на здравоохранение в Америке составили 130 миллионов долларов США. Карбапанем-резистентные энтеробактерии представляют серьезную проблему для пациентов медицинских учреждений: некоторые штаммы развили устойчивости почти ко всем распространенным антибиотикам, что вынуждает врачей прибегать к более токсичным или менее эффективным препаратам.

Рисунок 9. Как последовательности ДНК, ответственные за резистентность, попадают в клетку бактерии и хранятся в ней? Последовательности ДНК, кодирующие ферменты, которые обеспечивают резистентность, могут находиться в плазмидах — кольцевых ДНК внутри клеток бактерий, — передаваться в составе плазмид потомкам и родственникам при коньюгации. Еще такие последовательности ДНК могут передаваться из ДНК одной бактерии в ДНК другой путем трансдукции — переноса внутри вируса.

Рисунок 10. Разрушение β-лактамного кольца β-лактамазой путем гидролиза связи между атомами углерода (серыми) и азота (голубыми)

Кэйтлин Зулауфа и Джеймс Кирби из Гарвардской медицинской школы нашли подходящие для вмешательства в работу плазмиды препараты среди тех, которые уже используются, но в иных целях, и попробовали объяснить их эффективность в борьбе с резистентными штаммами [22]. Это исследование кажется нам важным, поэтому ниже мы расскажем об экспериментах, проведенных коллегами-учеными, и данных, говорящих в пользу их открытия.

В результате скрининга более 12 000 биоактивных соединений исследователи выделили три, после воздействия которых копии pCRE не распространялись в культуре бактерий при делениях, что делало последующие поколения восприимчивыми к карбапенемам.

Наш первый кандидат — касугамицин — аминогликозидный антибиотик, который, судя по данным исследователей, мешает процессу синтеза белка RepE, играющего ключевую роль в размножении pCRE путем репликации (удвоения) [23]. То есть без RepE плазмида, скорее всего, не передастся новым поколениям бактерий. После воздействия касугамицина в течение 24 часов репликация pCRE случалась реже более чем в 10 раз (рис. 11), по сравнению с необработанными бактериями (более 90% потомков бактерий, резистентных еще сутки назад, утратили защиту). Однако даже во время применения максимальной в этом исследовании дозы касугамицина плазмиды все же размножались (их становилось больше на два порядка). Зафиксируем, что касугамицин не блокирует репликацию полностью, а лишь сильно замедляет ее.

Рисунок 11. Зависимость активности размножения плазмид в растущей бактериальной культуре от воздействия препаратов. По вертикальной шкале — количество плазмид бактерий после инкубирования при разных концентрациях препаратов, выраженное в процентах от количества плазмид в посевах в обычных условиях. Первые два столбца — контрольный эксперимент (без воздействия препаратов): серый столбец — количество в начале контрольного эксперимента; черный — в бактериях после обычных условий культивирования. Зеленые столбики — после культивирования при разных концентрациях касугамицина; красные столбики — после культивирования при разных концентрациях CGS 15943; фиолетовые столбики — после культивирования при разных концентрациях Ro 90-7501.

Таким образом, использование каких-то из этих препаратов может привести нас к победе над опасными карбапенем-резистентными энтеробактериями. Ученым предстоит долгая и кропотливая работа по поиску или синтезу веществ, которые окажутся действенными в устранении описанного нами механизма резистентности.

Расшифровки

WHN model модель распространения резистентности, учитывающая сосуществование в человеке резистентных и чувствительных к антибиотику бактерий и их конкуренцию; предложена в 2019 году [29]. D-types model модель распространения резистентности, учитывающая влияние длительности носительства людьми резистентных бактерий; предложена в 2017 году [30]. CGS 15943 аналог нуклеозидов, из которых построены ДНК и другие нуклеиновые кислоты (триазолохиназолин, точнее, 9-хлор-2-(2-фуранил)-[1,2,4]триазоло[1,5-c]хиназолин-5-амин), сильный антагонист аденозиновых рецепторов A1 и A2A с высокой селективностью [31], [32]. Ro 90-7501 ингибитор образования фибрилл амилоида ß42 (бибензимидазол, точнее, 2′-(4-аминофенил)-[2,5′-би-1H-бензимидазол]-5-амин) [28].

В отличие от ОРВИ COVID – болезнь коварная, и заниматься самолечением, в том числе большим количеством антибиотиков, смертельно опасно.

Мэр предупредил, что при неправильном лечении повышается опасность тяжелейших осложнений COVID-19. При заражении коронавирусом нужно в первую очередь обратиться к врачам и получить рецепт на необходимое лекарство, подчеркнул он. Несмотря на доступность медицинской помощи, многие люди слишком легкомысленно относятся к болезни. Считают её чем-то сродни простуде и, почувствовав недомогание, просто начинают парить ноги в горячей воде, пить чай с малиной и горстями – лекарства. При этом они очень часто забывают о близких и соседях. Ведь заболевший COVID заразен за 2 дня до начала симптомов и ещё около 10 дней после. Увы, мало кто думает не только об окружающих, но и о самих себе.

Неприятной нормой во многих аптеках страны сейчас стало появление покупателей с явными признаками нездоровья и стандартной просьбой: дайте мне что-нибудь противовирусное и антибиотики. Согласно неофициальной статистике фармацевтов, таких клиентов сегодня 30%. Покупают впрок – начитавшись информации в интернете. Но это ещё полбеды. Скорее всего, все эти дорогие таблетки, купленные на чёрный день, просто выбросят, когда у них выйдет срок годности.

Антибиотик – не профилактика

А министр здравоохранения Михаил Мурашко отметил ещё одно опасное заблуждение, которое сейчас бытует не только среди пациентов, но также и в самом медицинском сообществе. Это неумеренная склонность к антибиотикам. Назначение антибиотиков для лечения коронавируса опасно и не нужно, необходимость в них возникает только в случае осложнений, заявил министр здравоохранения.

Козлов отметил, что во многих российских аптеках наблюдается повышенный спрос на противомикробные препараты, которые часто покупают впрок. Нередко антибиотики принимают для профилактики, сказал профессор. Он призвал не приобретать подобные препараты без назначения и попросил фармацевтов и провизоров не отпускать их пациентам без рецептов.

Профессор кафедры госпитальной терапии Сеченовского университета, президент Альянса клинических химиотерапевтов и микробиологов РФ Сергей Яковлев заявил, что возросшее из-за COVID-19 использование антибиотиков приведёт к росту резистентных штаммов микроорганизмов.

Уточняется, что резистентными называются штаммы, устойчивые к лекарственному воздействию.

Яковлев выразил опасение, что бесконтрольное применение антибиотиков и антисептиков во время пандемии коронавируса в ближайшее время приведёт к значимому приросту устойчивости. При этом учёный подчеркнул, что точные цифры появятся позже, так как необходимы подсчёт и анализ.

По словам Яковлева, применение антибиотиков достигло катастрофических масштабов. Их назначают в 90% случаев, однако эти препараты нужны лишь 10% пациентов, у которых развиваются бактериальные осложнения.

Лучшая профилактика не таблетки, а маска

«Изменился наш подход к лечению, – говорит врач-терапевт, пульмонолог Сеченовского университета, к. м. н. Владимир Бекетов. – Накоплены данные по терапии коронавирусной инфекции, которые отражены в серьёзном исследовании RECOVERY (The Randomised Evaluation of Covid-19 Therapy). Статистически показана значимость стероидных гормонов в лечении COVID-19. При определённых показаниях мы продолжаем давать антикоагулянты. Стероидные гормоны назначаются только в стационарах, поскольку приём этих препаратов требует контроля врача. Самолечение ими невозможно. Назначение гормонов приводит к изменению клинической картины в виде снижения интоксикации, уменьшения температуры и т. д. Мы видим, что подобная терапия позволяет перенести заболевание с меньшим риском осложнений.

Однако все эти выкладки врачей вовсе не для того, чтобы дать совет каждому из нас – как и чем лечить болезнь. Нельзя, почувствовав приближение болезни, заниматься самолечением и бежать в аптеку, вместо того чтобы вызвать врача. Каждый человек индивидуален, имеет особенности течения коронавируса, а также различные сопутствующие заболевания. Принимая лекарство, которое помогло соседу или коллеге, можно серьёзнейшим образом навредить себе. Врачи напоминают: идя в аптеку, неплохо бы всё-таки знать свой диагноз. А лучшая профилактика коронавируса – это по-прежнему не таблетки, даже самые дорогие и продвинутые, а прививка, маски, перчатки и социальная дистанция.

Комментарий специалиста

Профессор кафедры госпитальной терапии Сеченовского университета Сергей Яковлев:

– COVID-19, как и грипп, – вирусная инфекция. А антибиотики действуют только на бактерии и не действуют на вирусы. Соответственно, принимать антибиотики без назначения врача при гриппе и COVID-19 по крайней мере бессмысленно. А может быть, и потенциально опасно, потому что антибиотики – это не безобидные лекарства, они могут вызывать ряд побочных эффектов. К тому же сам по себе приём антибиотиков способствует формированию в организме у человека устойчивых к лекарствам микробов. Поэтому антибиотики применяют при вирусных инфекциях только тогда, когда вирусная инфекция осложняется бактериальной. Это бывает через неделю, 10 дней после начала заболевания. Важно понимать, что решать, необходимы уже антибиотики или нет, может только врач. Если он прописал, надо принимать. А вот самолечение и употребление этих средств без назначения врача опасны.

Антибиотики – вещества биологического происхождения, которые способны убивать микроорганизмы или подавлять их рост. Их открытие произвело в медицине настоящую революцию, сделав возможной борьбу с заболеваниями, многие из которых раньше считались неизлечимыми. Но оказывая пагубное воздействие на вредные микроорганизмы, антибиотики подавляют также и полезные бактерии. Именно поэтому они по сей день вызывают серьезные противоречия. Кто-то считает антибиотики необходимым медицинским средством, кто-то предпочитает обходиться вовсе без них.

Скажем честно, антибиотики – эти революционные препараты, благодаря которым была спасена не одна сотня жизней – оказывают пагубное воздействие на организм.

Чрезмерное употребление антибиотиков приводит к снижению иммунитета. Дело в том, что антибиотики способствуют уничтожению вредных бактерий. Они – своеобразные помощники иммунитета. При излишне частом употреблении антибиотиков активность иммунитета снижается, так как борьба с вредными микроорганизмами постоянно происходит за счет средств, поступающих извне, а не внутренними силами организма.
Антибиотики не приносят желаемого эффекта. Со временем микроорганизмы приспосабливаются к биологическим веществам, содержащимся в антибиотиках. Поэтому длительное применение подобных лекарственных средств снижает их эффективность.
Отсутствие воздействия на вредные микроорганизмы. Антибиотики совершенно не эффективны в борьбе с ОРЗ и ОРВИ. Применение их в таких случаях лишь наносит вред многим полезным бактериям организма.

в виде аллергической реакции, которая в зависимости от степени проявления может привести к нарушению здоровья или летальному исходу (анафилактический шок, ангионевротический отёк гортани);
в менее серьезных последствиях, таких как: насморк, зуд, крапивница.
в нарушении микрофлоры кишечника;
в нарушении развития плода (у беременных женщин).

Чтобы избежать пагубного влияния антибиотиков на организм, необходимо соблюдать следующие правила их применения:

применять антибиотики только по назначению врача, под тщательным его контролем;
не злоупотреблять антибиотиками;
не применять антибиотики в целях профилактики – это пагубно влияет на общее состояние организма и снижает иммунитет;
помнить, что во время употребления антибиотиков алкоголь категорически противопоказан;
по назначению врача применять параллельно антибиотикам средство для поддержания здоровой микрофлоры кишечника. Это позволит избежать таких побочных эффектов, как тошнота, рвота, боль в желудке и развитие дисбактериоза.

Пожалуй, самое важное в употреблении антибиотиков – это контроль потребления антибиотиков. Необходимо помнить, что эти лекарственные препараты были изобретены для борьбы с серьезными, порой неизлечимыми, заболеваниями. Поэтому применение их должно иметь веские причины: тяжелое вирусное или бактериальное заболевание, лечение которого невозможно никакими другими методами.

В таком случае Вы можете быть уверены в эффективности применения антибиотиков и сможете избежать развития серьёзных последствий их употребления.

Отдельно отметим, что назначение антибиотиков маленьким детям должно иметь еще более серьёзные причины. Нельзя допускать чрезмерного их применения, так как оно может привести к нарушению формированию иммунитета у ребёнка.

При правильном применении, антибиотики принесут Вам только пользу. Сегодня, когда антибиотики прочно закрепились во врачебной практике, глупо вовсе отказываться от них. Существуют заболевания, при которых употребление антибиотиков необходимо.

Бактериальные инфекции (ангина, менингит, пневмония и т.п.). Причина их возникновения – бактерии, которые могут быть побеждены только антибиотиками. Нужно помнить, что при вирусных заболеваниях (грипп, простуда) антибиотики бесполезны, а вот при их осложнениях – показаны к применению.
Гнойные и венерические заболевания, отит, синусит и другие инфекции. Антибиотик, конечно, не единственное возможное средство против этих заболеваний. Однако оно наиболее быстродействующее, что предотвратит распространения инфекции в организме.

Важно помнить, что существуют различные виды антибиотиков, каждый из которых направлен на ту или иную часть организма: кости, почки, дыхательная система и т.д. Поэтому при правильном применении их воздействие неопасно для организма в целом.

Итак, антибиотики имеют ряд минусов, но необходимы для лечения некоторых инфекционных и бактериальных заболеваний. Важно: применять антибиотики следует только после консультации с терапевтом или с педиатром, а также, после обследования на выявление индивидуальной непереносимости лекарственных препаратов.

Антибиотики — это препараты, получаемые из бактерий. Они запускают процесс антибиоза, при котором живые клетки подавляют жизнедеятельность других живых клеток. Из-за этого могут пострадать не только инфекционные агенты, но и ткани организма.

Такой принцип действия вызывает неоднозначное отношение к этим лекарствам. Одни не спешат их принимать, опасаясь возможного вреда. Другие считают их средством от всех болезней, пьют бесконтрольно и потом удивляются отсутствию результата или побочным эффектам.

Если понимать, как действуют антибиотики, можно избежать таких крайностей. Из этого материала вы узнаете, в лечении каких заболеваний они используются, как их применять без вреда для здоровья.

Зачем принимают антибиотики?

Поскольку эти препараты — антибактериальные, то используются они для лечения исключительно бактериальных инфекций. Это значит, что пить их от вирусных или грибковых агентов не имеет смысла.

все прочие микроорганизмы, кроме бактерий, к ним невосприимчивы;
пострадают полезные бактерии, важные для нормальной работы организма;
есть риск развития резистентности (впоследствии даже при бактериальной инфекции терапия не даст результатов).

Поэтому главное правило — принимать антибиотики исключительно для лечения заболеваний бактериального происхождения. Выявить природу патологии может только врач по итогам лабораторных исследований. Так что без диагностики и специального назначения к таким лекарствам лучше не притрагиваться.

Как действуют антибактериальные препараты?

Они распознают бактерии и атакуют их. Терапевтический эффект может достигаться разными способами, поэтому фармакологи рассматривают группы препаратов по принципу действия:

бактерицидные — уничтожают бактерии;
бактериостатические — не дают им расти и размножаться;
узкого спектра — воздействуют только на грамположительные или грамотрицательные микроорганизмы;
широкого спектра — атакуют любые бактерии.

Отсюда следует второе важное правило — параллельно с антибактериальной терапией всегда проводим профилактику дисбактериоза. Здесь тоже важно участие врача.

Другие правила приема антибиотиков

Соблюдение первых двух правил позволяет в значительной мере исключить потенциальный вред для взрослых от антибактериальной терапии. Но для достижения терапевтического эффекта этого недостаточно.

Соблюдать продолжительность лечения. Даже в случае наступления видимых улучшений прерывать прием нельзя. В противном случае болезнетворные микроорганизмы вновь активизируются.
Не менять дозы самостоятельно. Только врач может правильно сказать, сколько действующего вещества нужно в конкретном случае.
Следовать инструкции. Там указано, до или после еды пить лекарство. Одним для усвоения нужно больше желудочного сока, следовательно, их нужно принимать натощак. Другие раздражают слизистую, поэтому их лучше употреблять вместе с пищей.

Учитывать следует и время суток. Лучше уточнить у врача, днем или вечером пить конкретное лекарство. Но многие антибиотики рекомендуется откладывать на вечер.

Совместимость антибиотиков

Запивать такие таблетки или капсулы можно только водой. Молоко содержит кальций, который нейтрализует антибактериальное действие. Содержащиеся в чае и кофе танин и кофеин тоже дают нежелательные реакции.

Часто вместе с антибиотиками требуется принимать другие препараты, в том числе для лечения хронических заболеваний. Однако они совместимы не со всеми фармакологическими средствами.

Под запрет попадают

антациды (средства для снижения кислотности желудочного сока);
гормональные контрацептивы;
кальцийсодержащие препараты;
витамины групп B и C;
антикоагулянты (медикаменты, разжижающие кровь).

При назначении лечения нужно сообщить врачу о необходимости принимать препарат, рекомендованной продолжительности курса и диагнозе. Он решит, как правильно поступить в сложившейся ситуации, при необходимости подключит коллегу, выписавшего несовместимое лекарство.

Антибиотики для детей

Педиатры назначают детям медикаменты этой группы не слишком часто. В силу возрастных особенностей организма вред от их действия может перевесить ожидаемую пользу.

Выписывают их лишь в серьезных случаях:

стрептококковая или стафилококковая ангина с повышением температуры до 40 градусов;
лимфаденит, обусловленный инфицированием бартонеллой;
вызванная стрептококком или гемофильной палочкой пневмония;
острый пиелонефрит, спровоцированный попаданием кишечной палочки;
абсцесс в пространстве между миндалиной и глоточной мышцей (чаще всего стрептококковый).

При таких диагнозах создается угроза жизни ребенку, и ее устранение важнее предотвращения побочных эффектов. Такое лечение часто становится причиной дисбактериоза. Это обусловливает необходимость параллельного получения пребиотиков и пробиотиков. Первые способствуют росту новой микрофлоры, вторые помогают восстановиться имеющейся.

Итоги

Антибактериальная терапия не является решением всех проблем. Это наглядно показала ситуация с коронавирусом. Часто звучали идеи о лечении его антибиотиками, но результатов не было. Эти лекарства справляются только с бактериальными инфекциями и ни с чем больше.

Бояться такой терапии не стоит. Врачи выписывают эти препараты только в случае крайней необходимости. Если знать, как правильно пить антибиотики, большого вреда они не нанесут. Достаточно следовать медицинским рекомендациям в плане:

длительности курса;
времени приема (утро или вечер);
дозировки;
совместимости.

Поскольку побочные эффекты антибактериального лечения хорошо известны, врачи сразу принимают меры профилактики. Они назначают средства, предотвращающие дисбактериоз и поражение печени. Поэтому антибиотики могут пить взрослые и дети.

Читайте также: