За последние 50 лет у свиней, коров и других домашних животных из-за широкого применения антибиотиков сформировались новые штаммы микробов, чрезвычайно устойчивые к лекарственным препаратам. Некоторые уже приобрели способность переходить на людей. О том, как возникают супербактерии и в чем их опасность, — в материале .
Супербактериальная эпидемия
Бактериальные патогены, устойчивые к антибиотикам, называют резистентными или супербактериями. По данным ВОЗ, связанные с ними инфекции находятся на третьем месте среди причин смерти в мире после болезней сердца и инсульта. В 2019-м от них погибли 4,95 миллиона человек. Из-за постоянного роста резистентности микробов приходится назначать все более сильные препараты, увеличивать время пребывания в стационарах, повышать расходы на медицинскую помощь.
Супербактерии обычно связывают со злоупотреблением антибиотиками. Доказано, например, что устойчивость к этим препаратам приобрели бактерии Klebsiella pneumoniae, вызывающие пневмонию, сепсис, менингит, абсцессы печени, селезенки и другие опасные инфекции у новорожденных и пациентов отделений интенсивной терапии. Это произошло после того, как больным начали активно назначать препараты из семейства карбапенемов.
Фторхинолоны — антибиотики широкого спектра действия, которые применялись с 1980-х для лечения инфекций мочевыводящих путей, вызванных кишечной палочкой Escherichia coli, сегодня уже не помогают более чем половине пациентов. Стремительно падает эффективность цефалоспоринов, назначаемых при гонорее.
Но наибольшее беспокойство у специалистов вызывает метициллинрезистентный золотистый стафилококк (МРЗС). ВОЗ объявила эту супербактерию одной из самых серьезных угроз для здоровья человека.
От животных — к людям
Риск возникновения супербактерий повышает применение антибиотиков в животноводстве. В основном болеют свиньи, крупный рогатый скот и птица, реже — домашние питомцы. Люди могут заразиться, употребляя в пищу мясо инфицированных животных, а также при близком контакте с ними.
В 2014-м среди зоонозных вариантов МРЗС ученые выявили штамм, способный переходить с животных на человека и затем распространяться среди людей. За последние годы этот штамм, получивший обозначение CC398, стал лидирующим среди всех разновидностей МРЗС в Европе. Исследование, проведенное в 2015-м, показало, что этот штамм был в десяти процентах свинины, купленной в магазинах Великобритании. К 2019-му опасным патогеном заразились уже 90 процентов свиней на фермах в Дании.
Британские ученые недавно установили, что в геноме CC398 есть три мобильных участка, которые определяют его способность адаптироваться к антибиотикам и ускользать от иммунной системы. При этом два из них сохраняются, когда инфекция переходит от животных к людям.
«К счастью, случаи заражения опасным штаммом среди людей пока единичные. Но то, что их число увеличивается, — тревожный признак», — говорит руководитель исследования Люси Вейнерт из Кембриджского университета.
Ранее биологи из Копенгагенского университета доказали, что супербактерия Clostridioides difficile, широко распространенная среди свиней на датских фермах, также может переходить на человека. В ее ДНК обнаружили несколько общих для животных и человека генов устойчивости к антибиотикам.
Клостридии — бактерии, поражающие кишечник. Некоторые штаммы Clostridioides difficile продуцируют токсины, вызывающие серьезные воспаления и изнуряющую диарею, в основном у пожилых людей и госпитализированных пациентов, которых лечили антибиотиками. В США эту супербактерию считают одной из самых патогенных. В 2017-м там зафиксировали около 224 тысяч заболеваний и почти 13 тысяч смертей от нее.
Гены суперустойчивости
МРЗС обнаружили сначала у коров, а затем у человека. Это было в 1960-х, вскоре после появления метициллина, разработанного специально для лечения стафилококковой инфекции. Патоген к тому времени успел выработать резистентность к пенициллину — первому антибиотику, широко применяемому с середины 1940-х.
От обычного Staphylococcus aureus МРЗС отличается двумя генами — mecA и mecC, кодирующими ферменты, которые связывают белок пенициллина. Поэтому ученые сделали вывод, что супербактерия — эволюционный ответ стафилококка на антибиотик. Однако недавно выяснилось, что все не так просто.
Европейские и американские биологи под руководством Андерса Ларсена из датского Государственного института сыворотки установили, что МРЗС был в природе задолго до антибиотиков. Эту супербактерию нашли у лесных ежей.
Проследив генетическую историю патогена, ученые пришли к выводу, что резистентность Staphylococcus aureus — это адаптация к необходимости существовать бок о бок с грибком Trichophyton erinacei, живущим на коже животных. Этот грибок производит близкое пенициллину вещество, убивающее бактерии. В результате естественного отбора остались те, у которых был ген mecC.
Для проверки этой гипотезы провели эксперимент, поместив в лабораторные чашки вместе с Trichophyton erinacei как обычный золотистый стафилококк, так и его резистентный вариант. В первом случае через некоторое время все бактерии погибли, а во втором микроорганизмы продолжали расти.
Обсуждение