Что такое первичная резистентность
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНИЗМА (лат. resistentia сопротивление, противодействие) устойчивость организма к воздействию различных повреждающих факторов.
Организм человека и животных в процессе филогенеза приобрел морфо-функциональные свойства, обеспечивающие его существование в условиях непрерывного взаимодействия со средой, многие факторы к-рой (физические, химические, биологические) могли бы вызвать нарушение жизнедеятельности, повреждение и даже гибель организма при недостаточной его устойчивости — недоразвитии или ослаблении защитных механизмов и приспособительных реакций.
Резистентность организма тесно связана с его реактивностью (см. Реактивность организма). Способность организма противостоять повреждающим воздействиям в конечном итоге определяется его реакцией как единого целого на эти воздействия. Резистентность организма, таким образом, представляет собой одно из основных следствий и выражений его реактивности.
Понятие «резистентность организма» охватывает широкий круг явлений. В ряде случаев она зависит от свойств различных органов и систем, не связанных с активными реакциями на воздействия. Напр., барьерные свойства многих структур, препятствующие проникновению через них микроорганизмов, чужеродных веществ и др., в значительной мере обусловлены их физическими особенностями: подкожная клетчатка обладает хорошими теплоизоляционными свойствами; кости, сухожилия и другие ткани опорно-двигательного аппарата отличаются большой устойчивостью к механическим нагрузкам; череп имеет большое значение в защите головного мозга от повреждения и т. д.
Помимо таких, относительно пассивных, механизмов Р. о., исключительно большое значение имеют приспособительные реакции (см.Приспособление), направленные на сохранение гомеостаза (см.) при вредоносных воздействиях окружающей среды или при изменениях, наступающих в самом организме. Эти реакции, лежащие в основе Р. о., могут быть каждая в отдельности свойственны определенному биол. виду (видовая Р. о.). Так, различные виды млекопитающих обладают неодинаковой устойчивостью к ядам (морфину, гистамину и др.), инфекционным агентам, охлаждению. Высокая видовая Р. о. может быть связана либо с особой мощностью защитных систем (напр., высокая устойчивость к бактериальному фактору у крыс), либо отсутствием специализированных рецепторов, либо недоразвитостью механизмов, необходимых для реализации соответствующего патол. процесса (напр., слабая выраженность аллергических реакций у рыб и амфибий).
Р. о. к различным факторам может зависеть от врожденных индивидуальных особенностей. Известно, что даже при эпидемиях, вызванных весьма вирулентными микроорганизмами (чума, холера и др.), заболевают не все люди, находившиеся в тесном контакте с больными, а у заболевших процесс протекает не одинаково. Нек-рые лица резистентны к кинетозам и не поддаются укачиванию; различна врожденная устойчивость к охлаждению, перегреванию, действию различных хим. веществ (лекарственных средств, ядов, токсинов) и к воздействию ионизирующего излучения.
Большие колебания индивидуальной Р. о. связаны не только с врожденными факторами, но и с особенностями Р. о. в момент его взаимодействия с повреждающим агентом. При этом многочисленные факторы, изменяющие индивидуальную реактивность, могут повышать или понижать Р. о. к тому или иному воздействию. Известны колебания Р. о. в зависимости от времени года, в течение суток. На Р. о. существенное влияние оказывают факторы окружающей среды. Наибольшей резистентностью организм обладает при адекватном его взаимоотношении с окружающей средой. Как недостаточные, так и избыточные влияния биологически значимых факторов окружающей среды понижают резистентность. Напр., голодание значительно ослабляет Р. о., способствуя повышению заболеваемости инфекционными и различными соматическими болезнями. Избыточное питание также способствует понижению Р. о. к факторам, вызывающим нарушения обмена веществ, функций эндокринных желез, системы кровообращения и др. В наст, время большое значение приобретает гипокинезия (см.), к-рая существенно понижает Р. о. Однако и перетренировка, напр, у спортсменов, также понижает Р. о. Правильно организованный общественно полезный труд, чередующийся с отдыхом, нормальные семейные и бытовые условия являются важными предпосылками нормального течения психических и физиол. процессов и способствуют повышению общей Р. о. В то же время отсутствие положительной мотивации трудовой деятельности, постоянная профессиональная перегрузка, нарушение биоритмов и другие факторы, способствующие нервно-психической травматизации, снижают Р. о. и предрасполагают к различным заболеваниям. В этом же направлении изменяется Р. о. под влиянием таких социально опосредованных вредных факторов, как алкоголизм, курение, наркомания и др.
Р. о. изменяется в процессе онтогенеза. Новорожденные, получившие от матери запас антител, нек-рое время оказываются высокорезистентными к ряду инф. болезней. Наряду с этим вследствие незрелости систем адаптации они отличаются повышенной чувствительностью к изменениям окружающей среды (охлаждению, перегреванию), к недоеданию, водному голоданию и др. В дальнейшем повышается чувствительность к определенным инф. факторам (детские инфекции). Юношескому возрасту свойственна неустойчивость нейроэндокринной системы, а при акселерации, характерной для промышленно развитых стран, нередко наблюдается дополнительное ослабление Р. о., что способствует возникновению ряда нервных и соматических заболеваний. В зрелом возрасте Р. о. наиболее высокая. В пожилом и старческом возрасте в связи с развитием атеросклероза, нарушений кровообращения, понижением функции эндокринных желез, атрофией тканей и другими процессами, приводящими к ограничению функциональных и структурных резервов организма, общая Р. о. понижается. Однако лица пожилого возраста могут оказаться более резистентными к действию факторов, осуществляющих свое патогенное действие через гиперреакции (аллергия и др.), т. к. способность к таким реакциям с возрастом ослабевает. В пожилом возрасте понижается обмен веществ, что может способствовать повышению Р. о. к пищевому и водному голоданию.
Нек-рые особенности Р. о. связаны с полом. Так, женщины отличаются большей резистентностью к гипоксии, кровопотере, травмам. У них реже наблюдается гиперхолестеринемия и позднее развивается атеросклероз. Биоритмы у женщин, связанные с менструальным циклом, существенно изменяют Р. о., поэтому в нек-рые периоды этого цикла женщины особенно чувствительны к психическим, инфекционным и другим факторам.
Различают неспецифическую и специфическую Р. о. Специфическая резистентность характеризует высокую переносимость только определенных факторов среды, как это наблюдается у людей, перенесших нек-рые инфекции (корь, оспа и др.), или специально иммунизированных вакцинами (Иммунитет, Инфекция). Повышенная резистентность к определенным факторам среды формируется в процессе адаптации (см.), напр, к условиям высокогорья, низким температурам, повышенным физическим нагрузкам и др. При этом адаптация и высокая Р. о. по отношению к какому-либо воздействию может сопровождаться повышением Р. о. и к другим факторам (напр., к физическим нагрузкам и к гипоксии). Возможно, однако, что успешная защита против одной категории воздействий сопровождается снижением Р. о. к другим; напр., при адаптации к мышечным нагрузкам может понижаться устойчивость организма к нек-рым инфекциям и ядам. Механизмы специфической резистентности к микробам и вирусам определяются в основном напряженностью гуморального и клеточного иммунитета (см.).
Под неспецифической Р. о. обычно понимают устойчивость к действию многих разнообразных по своей природе факторов, в т. ч. носящих экстремальный характер. Весьма высокая Р. о. такого рода характеризует, напр., космонавтов, летчиков, водолазов и представителей других специальностей, связанных с большими и подчас непредсказуемыми нагрузками.
Механизмы неспецифической резистентности пока не получили достаточно полного объяснения. Имеются в разной степени обоснованные гипотезы о роли нек-рых органов и систем в неспецифической резистентности. А. А. Богомолец, а позднее Г. Селье обратили внимание на значение в Р. о. коркового вещества надпочечников. Его гормоны (глюко-и минералокортикоиды) играют большую и разностороннюю роль в адаптации организма к действию на него многих повреждающих факторов среды. У эпинефрэктомированных животных, как и у людей с недостаточностью коркового вещества надпочечников, неспецифическая Р. о. оказывается пониженной, что связано гл. обр. с недостатком глюкокортикоидов, потребность в к-рых в условиях стресса (см.) значительно возрастает. При анализе Р. о. отчетливо выступает интегрирующая роль различных отделов ц. н. с. Л.А.Орбели привел убедительные доказательства адаптационно-трофической роли симпатического отдела нервной системы, А. Д. Сперанский показал участие различных нервных механизмов в формировании Р. о. к ядам, токсинам, травмам, а также роль нервной системы в развитии дистрофических процессов. Конкретные механизмы нервного контроля Р. о. во многих случаях недостаточно ясны. Однако несомненно, что ответ на действие повреждающего фактора независимо от уровня его непосредственной реализации формируется как реакция целостной системы, осуществляющей свое влияние на органы и ткани через эфферентные нервы и опосредованно, через эндокринные железы. Большую роль играют и физиологически активные вещества, образующиеся в процессе метаболизма при реакции напряжения и при повреждении тканей. Р. о. обеспечивается не каким-либо специальным органом или одной системой, а целенаправленным взаимодействием различных органов и физиологических систем. При этом большое значение имеет адекватность регуляции и состояние исполнительных систем (кровообращения, дыхания, выделения, крови и др.)* Система клеточного иммунитета, в к-рой большую роль играют Т- и В-лимфоциты (см. Иммунокомпетентные клетки), а также макрофаги (см.), имеет существенное значение не только в борьбе с инфекцией, но и в поддержании общей Р. о. В частности, выявлено, что соматические мутации, вызываемые онкогенными веществами (см.), при нормальном клеточном иммунитете часто не приводят к образованию опухолевого зачатка, т. к. мутантные клетки как чужеродные для организма подвергаются лизису.
При общей высокой неспецифической резистентности организм может быть недостаточно устойчив к определенным воздействиям. В экстремальных условиях, напр, у космонавтов, могут выявиться признаки недостаточной резистентности вестибулярного аппарата, что приводит к нарушению ряда вегетативных функций. Нек-рые лица с весьма высокой общей резистентностью не переносят алкоголь вследствие низкой активности алкогольдегидрогеназы.
Состояние и особенности Р. о. могут быть в известной степени выявлены с помощью функциональных проб и нагрузок, к-рые используются при проф. отборе и в клинике для оценки функциональных резервов органов и систем. В ряде случаев Р. о. по отношению к определенным воздействиям можно оценить прямыми исследованиями наиболее существенных компонентов систем, участвующих в формировании Р. о. (напр., показателей иммунитета). Направленное изменение Р. о. является одним из перспективных направлений профилактической и леч. медицины.
Библиография: Адо А. Д. Некоторые возрастные особенности аллергической реактивности организма, Труды Конф. по возрасти. изменениям обмена в-в и реактивности организма, с. 74, Киев, 1951; он же, Общая аллергология, с. 321, М., 1970;
Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем, М., 1975; Вернет Ф. М. Целостность организма и иммунитет, пер. с англ., М., 1964; он же, Клеточная иммунология, пер. с англ., М., 1971; Богомолец А. А. Избранные труды, т. 2, Киев, 1957; Бочков Н. П. Генетика человека, Наследственность и патология, М., 1978; Гомеостаз, под ред. П. Д. Горизонтова, М., 1976; Казначеев В. П. Современные аспекты адаптации, Новосибирск, 1980, библиогр.; Лазарев Н. В., Люблина Е. И. и Розин М. А. Состояние неспецифически повышенной сопротивляемости, Пат. фи-зиол. и эксперим. тер., т. 3, № 4, с. 16, 1959; Меерсон Ф. 3. Адаптация, стресс и профилактика, М., 1981, библиогр.; Орбели Л. А. Вопросы эволюционной физиологии, Избранные труды, т. 1, М.—Л., 1961; Пархон К. И. Возрастная биология, пер. с румын., Бухарест, 1959; Пианка Э. Эволюционная экология, пер. с англ., М., 1981; Селье П. Очерки об адаптационном синдроме, пер. с англ., М., 1960; он же, Неспецифическая резистентность, Пат. фи-зиол. и эксперим. тер., т. 5, № 3, с. 3, № 4, с. 3, 1961, библиогр.; Сиротинин H. Н. Эволюция резистентности и реактивности организма, М., 1981, библиогр.; Сперанский А. Д. Нервная система в патологии, М.—Л., 1930; Cell biology and immunology of leukocyte function, ed. by М. B. Quastel, N. Y. a. o., 1979; The immune system, functions and therapy of dysfunction, ed. ByG. Doria, L. a. o., 1980.
Такая страшная резистентность
Лев Смирнов СПИД.ЦЕНТР
Наш редактор Лев Смирнов очень много чего боится. Например, что однажды он не сможет придумать, о чем написать. Но пока запас тем неисчерпаем, и сегодня из всех доступных он выбрал страхи, с которыми сталкиваются люди, живущие с ВИЧ и, в частности, страх перед лекарственной резистентностью.
А чего боятся ВИЧ-положительные? Умереть от СПИДа, реакции общества на их статус, побочек от терапии и резистентности.
Давайте поговорим о страхах. Чего мы боимся? Маленькие дети боятся “бабайку”, подкроватных монстров и того, что не вырастут, если не будут доедать всю кашу. Взрослые боятся падения рубля, потери работы и того, что не успеют купить алкоголь до 23:00. Женщины боятся внеплановых беременностей, не влезть в любимое платье и того, что все подруги повыходят замуж раньше них. Мужчины боятся… Ой, да много чего мы боимся. Например, мы боимся надписи “импотенция” на пачке с сигаретами. Самолично сегодня в магазине попросил поменять на “гангрену”. Ну так, на всякий случай. А чего боятся ВИЧ-положительные? Умереть от СПИДа, реакции общества на их статус, побочек от терапии и резистентности.
О страхах по поводу побочных эффектов от терапии можно было бы написать трехтомник “Мифы и Предания о АРВТ из интернетика”
Но я отвлекся. Мы о страхах ВИЧ-положительных. Со страхом умереть от СПИДа обычно помогают справиться терапия или хотя бы минимум информации о ней. Страх непринятия обществом он тоже, хоть и довольно базовый, но эффективно купируется взаимодействием с этим самым обществом. Хотя бы с позитивно настроенной его частью. Как минимум, на группах поддержки. О страхах по поводу побочных эффектов от терапии можно было бы написать трехтомник “Мифы и Предания о АРВТ из интернетика” и я обязательно займусь этим на пенсии. А может быть просто напишу о них похожую статью, в следующий раз.
Но сегодня мне хотелось бы поговорить о резистентности. Мы много слышим и читаем о ней, это слово постоянно на слуху и так или иначе, но все, принимающие или не принимающие терапию, ее боятся. Сам я тоже грешен. Ну и чтобы по правильному разобраться с этим страхом, решил вместе с вами выяснить, что же это такое “лекарственная резистентность”, с чем ее едят и стоит ли ее вообще бояться.
В миллион раз скорость мутирования генома ВИЧ-1 превышает аналогичную для млекопитающих
Благодаря этой способности ВИЧ в организме человека, размножаясь и мутируя, со временем становится резистентным к некоторым препаратам терапии. То есть данный препарат перестает препятствовать его размножению. Забавный факт, но у ВИЧ-1 встречается даже такое явление, как “вирусная токсикомания” – это случай, когда мутировавший штамм адаптируется к лекарству таким образом, что получает возможность размножаться только в его присутствии.
«Вирусная токсикомания» – мутация, при который штамм ВИЧ приобретает возможность размножаться ТОЛЬКО в присутствии конкретного лекарства
При развитии резистентности к одному типу ВИЧ-ингибиторов одновременно может сформироваться резистентность и к другому типу антиретровирусных препаратов, даже если эти средства еще не применялись. Это явление называется перекрестной резистентностью, встречается довольно часто и происходит в силу похожей структуры многих АРВ-препаратов.
Именно из-за риска развития подобной резистентности, терапия ВИЧ никогда не бывает монотерапией. Она всегда комбинированная, состоит из нескольких препаратов разных групп(воздействующих на разные этапы репликации вируса – прим.ред.). Этот подход оставляет вирусу меньше шансов успеть выработать резистентность за тот срок, пока действие препаратов не подавит его размножение.
Нам говорят: “Таблетки надо пить строго в одно время, никогда не пропускать, иначе резистентность и ВСЕ!”
Но мы, как правило, о резистентности слышим первый раз в кабинете врача, получая свою первую терапию. Нам говорят: “Таблетки надо пить строго в одно время, никогда не пропускать, иначе резистентность и ВСЕ!”. Действительно, многие врачи говорят именно так, отсюда и наши страхи. Потому что это за “ВСЕ!”, мы не знаем. И я понимаю, почему часто говорят именно так. Задача врача здесь, в первую очередь, помочь сформировать приверженность к лечению, а запугивание – довольно эффективный в этом плане метод.
Но мы же хотим жить в мире свободном от страхов. Так что давайте разберемся. Вот вы получили от врача свои таблетки и рекомендацию с вот этим “ВСЕ!”, а потом как-то разочек пропустили прием. И у вас началась паника. Вот эту панику можно сразу успокоить. ВИЧ коварен, но не всесилен и от одного пропуска скорее всего ничего с вами не будет. Другое дело, если вы регулярно нарушаете режим или совсем бросите начатую схему. В этом случае, вирус, знакомый с лекарством, но не встречающий больше сопротивления, связанного с его постоянным наличием в организме, с большой долей вероятности выработает резистентность.
Чем это опасно? Ну во-первых тем, что вернуться к той схеме, которую вы бросили, вы точно не сможете, больше того, из-за резистентности к одному препарату, из доступных вам схем могут пропасть сразу и несколько других, резистентность к которым часто следом за той, что приобрели вы. Но главную опасность здесь вы представляете даже не для себя. Все то время, что вы не принимаете терапию, имея в крови размножающийся резистентный штамм, вы способны передавать его другим людям, которые в таком случае получат от вас так называемую первичную резистентность.
Первичная резистентность – это когда в крови у наивных, то есть никогда не получавших АРВТ пациентов обнаруживаются штаммы, не чувствительные к тем или иным препаратам.
Первичная резистентность – это когда в крови у наивных, то есть никогда не получавших АРВТ пациентов обнаруживаются штаммы, не чувствительные к тем или иным препаратам. Лично меня в свое время, возможность ее наличия так пугала, что я даже пошел и за безумные деньги сделал платный тест на ее наличие, чтобы проверить все до того, как я начну терапию принимать. Мне повезло, во мне не оказалось резистентных штаммов, поэтому теоретически мне подошла бы любая терапия. Но так везет не всем.
Собственно, вот первичной резистентности только и стоит, пожалуй, бояться. Потому что, если вы уже получаете терапию и она работает, то просто соблюдайте режим и забудьте вообще это слово “резистентность”. В вашем случае – это уже забота врачей, также как ваша – пить таблетки вовремя.
А вот если я только выявился? Что делать? Бежать сдавать дорогущий анализ, или не бежать? А вдруг мне дадут терапию, она не будет работать и я умру? Тут мы делаем глубокий вдох, успокаиваемся и читаем дальше. Поскольку проблема первичной резистентности волнует не нас одних, в 2017 год ВОЗ выпустили официальную рекомендацию, согласно которой следует:
Про последнее, явно, требуются пояснения. Первая линия – это перечень препаратов, которые, согласно рекомендациям следует назначать пациентам, не получавшим до этого АРВТ. Это раз.
Два заключается в том, что не ко всем препаратам резистентность формируется одинаково быстро. Есть две группы, ингибиторы протеазы и, относительно недавно появившиеся, ингибиторы интегразы, которые обладают наиболее высокой устойчивостью к формированию резистентности к ним. Включение таких препаратов в первую линию позволяет в большинстве случаев избежать проблем с первичной резистентностью, даже если она имеет место быть. В этом плане, Российские рекомендации по лечению ВИЧ-положительных пациентов не подвели нас и в этом году, впервые, в список препаратов первой линии был включен один из самых современных ингибиторов интегразы – долутегравир. С ним, резистентности можно не бояться.
А вообще, подводя итог всему вышесказанному, хочу напомнить, что главным вашим соратником в борьбе со страхами будет ваш врач-инфекционист. Помните, что он не “существо в белом халате”, а человек, с которым всегда можно по-человечески поговорить. Ключевое тут, конечно, «по-человечески». Потому что пациентов очень много, врачи устают, ибо, как мы выяснили, они – люди, а не машины. И в связи с этим часто стараются давать пациенту только минимум необходимой информации. Но если вы не войдете в кабинет, выбив дверь ногой и не начнете требовать, чтобы вам срочно раскрыли все тайны отечественной эпидемиологии, а спокойно попросите объяснить вам то, чего вы боитесь или не понимаете, я почти уверен, что ваш доктор не откажет вам. Потому что ему не меньше, чем вам надо, чтобы вы были здоровы. А душевное спокойствие – это немаловажная часть здоровья.
Ну а если вдруг контакта с врачом все-таки нет, или вас просто раздирает любопытство по этому поводу, то приходите к нам в фонд 4 июля к 19:30 на лекцию нашего медицинского директора и заведующей поликлиническим отделением Московского областного спид-центра Елены Орловой-Морозовой. На ней она расскажет про первичную резистентность и ее распространенность в России, ВИЧ-ассоциированные нейрокогнитивные расстройства, которых тоже боятся многие ВИЧ-положительные. А в оставшееся время, с удовольствием ответит на любые вопросы о ваших персональных страхах, если после лекции таковые останутся.
Резистентность бактерий: опасность, которая рядом
Врачи и ученые бьют тревогу
Насколько вопрос, о котором пойдет ниже речь, имеет важнейшее значение, можно судить по тому факту, что к нему четыре года назад привлек внимание научного сообщества первооткрыватель структуры ДНК нобелевский лауреат Джеймс Уотсон. В 2011 году он и еще 30 ученых-биологов из Канады, Франции, Финляндии, Бельгии, Германии, Великобритании и США собрались в Нью-Йорке на конференцию, посвященную проблеме устойчивости бактерий к антибиотикам. По ее итогам участники опубликовали совместное заявление, в котором с нескрываемой тревогой говорилось: «Развитие и распространение устойчивости к антибиотикам у бактерий представляет всеобщую угрозу для человека и животных, которую, как правило, сложно предотвратить, но, тем не менее, можно держать под контролем, и эту задачу нужно решать наиболее эффективными способами. До широкой общественности должны быть доведены факты, касающиеся важнейшей роли бактерий в жизни и благополучии людей, природе антибиотиков и важности их разумного использования».
Следующее громкое заявление прозвучало в 2012 году. Генеральный директор ВОЗ Маргарет Чен выступила в Копенгагене на конференции «Борьба с устойчивостью к противомикробным препаратам — время действовать». Отбросив всякую дипломатичность, М. Чен прямо и откровенно заявила, что наступает новый, непредсказуемый этап развития и нас может ожидать «конец современной медицины в том виде, как мы ее знаем». Гендиректор ВОЗ предрекла наступление постантибиотической эпохи, когда «даже стрептококковое воспаление горла или царапина на коленке ребенка могут снова приводить к смерти».
Конечно, для того чтобы услышать из уст руководителя ВОЗ о скором конце современной медицины, должны были сложиться исключительные обстоятельства. К сожалению, об этих обстоятельствах большинство людей не имеет ни малейшего представления. Ныне процесс возникновения и распространения устойчивых клинических штаммов бактерий происходит слишком стремительно, буквально на глазах врачей и исследователей. За последние 10–15 лет в результате продолжающегося интенсивного применения антибактериальных средств (АБ) бактериальные «монстры», устойчивые к различным антибиотикам, практически полностью вытеснили штаммы, устойчивые только к одному виду АБ. Отмечено появление так называемых панрезистентных супербактерий, устойчивых абсолютно ко всем используемым ныне АБ.
Такая ситуация не только усложняет борьбу с типичными инфекционными заболеваниями, но и ставит под угрозу применение многих жизненно важных медицинских процедур вроде трансплантации органов, имплантации протезов, передовой хирургии и химиотерапии раковых заболеваний. При всех этих процедурах повышается риск развития инфекционных заболеваний.
Как возникает и распространяется устойчивость к антибиотикам?
Почему же сложилась такая ситуация, что когда-то всемогущие АБ вдруг перестали эффективно действовать на бактерии? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться с основными способами возникновения устойчивости и путями ее распространения.
Устойчивость бактерий к АБ может быть врожденной и приобретенной. Врожденная устойчивость обусловлена особенностями строения структур клетки, на которые направлено действие антибиотика. Такая устойчивость может быть связана, например, с отсутствием у микроорганизмов мишени действия АБ или недоступностью мишени вследствие низкой проницаемости оболочки клетки. Приобретенная устойчивость возникает в результате контакта микроорганизма с антимикробным средством за счет возникновения мутаций либо благодаря горизонтальному переносу генов (ГПГ) устойчивости. В настоящее время именно горизонтальный перенос различных генов резистентности является главной причиной быстрого возникновения множественной лекарственной устойчивости у бактерий.
ГПГ — процесс, в котором организм передает генетический материал другому организму, не являющемуся его потомком. Такая переданная ДНК встраивается в геном и затем стабильно наследуется. Центральную роль в этом процессе играют различные мобильные генетические элементы — плазмиды, транспозоны, IS-элементы, интегроны. За последние годы сформировано четкое понимание того, что ГПГ является одним из ведущих механизмов эволюции бактерий.
Эволюционные корни проблемы устойчивости
Гипотеза о том, что актиномицеты-продуценты антибиотиков, живущие в почвах, становятся источником генов устойчивости к антибиотикам, была сформулирована еще в 1973 году американскими учеными Бенвенистом и Дэвисом (Benveniste, Davies). Однако впоследствии выяснилось, что гены продуцентов АБ имеют очень низкое сходство с генами патогенных бактерий. Поэтому было сделано предположение о том, что любые природные бактерии, а не только сами продуценты, являются источником генов устойчивости к АБ. Первые свидетельства в пользу этого предположения были получены французскими учеными при изучении происхождения генов бета-лактамазы и генов устойчивости к хинолонам. В обоих случаях удалось обнаружить природные бактерии, несущие гены, почти идентичные клиническим. Однако это были лишь единичные примеры; к тому же нельзя было исключить возможность переноса генов в обратном направлении, от клинических штаммов бактерий к бактериям природным.
Для убедительного подтверждения данной гипотезы было необходимо выделить гены, идентичные или практически идентичные клиническим из природных экосистем, не подвергавшихся антропогенному воздействию. Впервые такие гены устойчивости к АБ из абсолютно нетронутых экосистем удалось обнаружить в 2008 году российским генетикам из Института молекулярной генетики РАН. Для этих исследований были использованы образцы «вечной» мерзлоты возрастом от 20 тыс. до 3 млн лет. В 2011 году канадские исследователи также обнаружили гены устойчивости в ДНК, выделенной из образца мерзлоты с Клондайка возрастом 30 тыс. лет. В настоящее время в лабораториях ряда стран активно ведутся геномные исследования в этом направлении. Благодаря всем этим исследованиям уже никто не сомневается в том, что резистентность к АБ имеет глубокие эволюционные корни и существовала задолго до начала применения АБ во врачебной практике.
Хозяйственная деятельность и устойчивость к АБ
Хотя гены устойчивости к АБ у бактерий возникли еще в древности, широкое распространение таких генов среди микроорганизмов началось после начала использования антибактериальных средств в медицине. Активное и повсеместное применение антибактериальных средств послужило мощнейшим эволюционным инструментом, способствуя селекции и распространению бактерий с измененным геномом. Более 100 тыс. тонн АБ, производимых ежегодно, заставляют микроорганизмы проявлять чудеса приспособляемости.
По сути, начав активно использовать антибиотики, человек неожиданно для себя поставил широкомасштабный и планомерный эксперимент по отбору устойчивых бактерий. Следует особо подчеркнуть, что в результате этого в клинике произошел отбор не только генов устойчивости, но и особых систем, значительно ускоряющих приобретение новых генов устойчивости за счет ГПГ. Это привело к тому, что АБ, которые еще недавно успешно использовались для борьбы с самыми различными возбудителями инфекций, теперь в подавляющем большинстве случаев оказываются неэффективными. Ведь в процессе эволюции у бактерий выработаны многочисленные приспособительные механизмы, позволяющие быстро меняться и выживать в условиях самого жесткого отбора, будь он естественным или искусственным.
Нынешняя опасная ситуация, сложившаяся в борьбе с инфекциями, напрямую связана с огромным количеством производимых АБ. Большинство из них плохо усваивается человеком и животными, в результате чего от 25% до 75% потребляемых антибактериальных средств без изменений выводится из организма с калом и мочой, попадая затем вместе с водой в естественные водоемы. По всему миру ученые регулярно находят в городских сточных водах высокую концентрацию АБ после их использования в медицине и животноводстве. И никакие очистные сооружения не в силах этому противостоять. Такая ситуация прямо способствует распространению резистентности к АБ: бактерии, живущие в естественной среде, после контакта с малыми дозами АБ из очистных сооружений приобретают к ним устойчивость. Подтверждением этому служит тот факт, что в местах слива сточных вод постоянно обнаруживаются бактерии с генами устойчивости к АБ, а также бактериофаги, передающие эти гены бактериям. Кроме того, использование для удобрения полей навоза животных, получавших антибиотики, также приводит к заметному увеличению в почве бактерий, содержащих гены устойчивости. Эти гены потом могут передаваться бактериям, живущим на растениях, а затем с растительной пищей попадать в кишечник человека и захватываться кишечной микрофлорой.
В немалой степени способствует распространению устойчивости к АБ заведенная в животноводстве практика создания крупных комплексов с многотысячными поголовьями. Плазмиды с генами устойчивости, R-плазмиды, очень быстро распространяются на ограниченном пространстве с большим количеством животных. И здесь уже можно увидеть социальные причины увеличения резистентности к АБ. Постепенная миграция сельских жителей в города приводит к исчезновению небольших животноводческих хозяйств и замене их гигантскими комплексами, которые являются прекрасным резервуаром для накопления факторов резистентности. В таких комплексах гены устойчивости к АБ приобретают не только животные, но и люди из обслуживающего персонала.
Еще одним важным фактором распространения устойчивости к АБ оказывается принятое сегодня за правило применение субтерапевтических доз АБ в животноводстве в качестве факторов роста. Директор ВОЗ М. Чен привела поразительные данные о том, что более половины всех производимых сегодня антибиотиков скармливают животным для их быстрого роста: «Количество антибиотиков, используемых среди здоровых животных, превышает количество антибиотиков, используемых среди нездоровых людей».
Еще одной ключевой причиной распространения устойчивости к АБ стало необоснованное назначение их врачами (наряду с самолечением). Вообще, как это ни парадоксально, любые контакты со сферой здравоохранения несут в себе повышенный риск заразиться бактериями, устойчивыми к целому спектру АБ. Нужна по-настоящему стерильная чистота, аккуратность и ответственность, чтобы противостоять распространению устойчивых штаммов в таких медицинских учреждениях.
Выход есть!
Но даже из такой сложной ситуации есть выход. И здесь будет уместно привести два примера. Дания в конце 1990-х первой в Европе ввела запрет на использование антибиотиков в качестве стимуляторов роста животных. Результаты такого шага не заставили себя ждать. Международная группа экспертов показала, что отказ Дании от АБ в животноводстве не только не нанес большого ущерба доходам фермеров, но и способствовал значительному снижению факторов устойчивости к АБ на фермах и в мясе животных. В выигрыше оказались все, кроме производителей АБ. Германия, запретив использование АБ авопарцина на птицефермах, тоже добилась внушительных результатов: количество энтерококков, устойчивых к ванкомицину (аналогу авопарцина), за четыре года после запрета снизилось в три раза.
Налицо непростая ситуация. Человечество стоит перед очень сложной многогранной проблемой. Научные исследования показали, насколько сложно устроены биологические процессы у живых организмов и как осторожно нужно вмешиваться в их естественный ход. Появление в последние десятилетия устойчивых к лекарствам супербактерий и множества новых инфекций — лучшее тому подтверждение. Бездумное применение антибиотиков создало реальную угрозу для человечества. И для того, чтобы устранить или хотя бы уменьшить эту угрозу, потребуются большие усилия, и в первую очередь правительств и научно-медицинского сообщества.