Книга: Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий

Опасность, которой пренебрегли

Опасность, которой пренебрегли

Хотя новость об обмене генами между бактериями и привлекла внимание микробиологов, практикующие врачи не придали ей особого значения. Призрак непреодолимой устойчивости к антибиотикам казался дальней угрозой, принимая во внимание представлявшийся нескончаемым запас новых антибиотиков, которые делались все эффективнее. Но вскоре канал поступления новых антибиотиков начал пересыхать. В восьмидесятых годах специалисты по фармацевтике осознали, что у них заканчиваются новые биохимические мишени для противомикробных средств. Следующее десятилетие ознаменовалось беспрецедентным ростом высокоустойчивых нозокомиальных (то есть внутрибольничных) инфекций. Помимо обычных источников неприятностей (таких как стафилококки), среди возбудителей этих инфекций были устойчивые к антибиотикам штаммы нормальной микрофлоры, редко вызывавшие проблемы до наступления эры антибиотиков. Важнейшими из этих “хороших микробов, ставших плохими”, были энтерококки – семейство шарообразных бактерий, известных как одни из самых невинных, а также самых распространенных микроорганизмов, живущих в кишечнике человека. В былые времена энтерококки не вызывали развития инфекции даже в тех случаях, когда попадали в открытые раны.

Предрасположенность энтерококков к вредоносности, проявившаяся под влиянием антибиотиков, была связана с двумя их неотъемлемыми свойствами. Во-первых, они от природы хорошо переносят жизнь вне организма-хозяина и могут оставаться в живых на открытом воздухе в течение нескольких часов. Кроме того, они способны переносить низкие и даже средние дозы вредных химических веществ, таких как дезинфицирующие средства и антибиотики. К восьмидесятым годам два вида из числа самых устойчивых – Enterococcus faecalis и E. faecium – стали настоящим бедствием отделений реанимации, где через капельницы, мочевые катетеры и трубки для искусственной вентиляции легких они попадали в кровоток и внутренние ткани самых ослабленных пациентов, с нарушенной иммунной системой.

Вначале врачи полагали, что пациенты заражались энтерококками из собственного кишечника. Но вскоре стало ясно, что в больницах плодились свои, особые штаммы энтерококковых “супермикробов”. Пропитанная антибиотиками больничная среда способствовала выработке устойчивости, а неидеальные санитарные условия – формированию суперустойчивых штаммов, способных много дней, недель, а возможно и месяцев оставаться в живых на поверхностях спинок кроватей и столешниц и на таких предметах, как стетоскопы, телефоны и пейджеры, которыми пользовались врачи и медсестры, переходя от пациента к пациенту.

Хуже того, энтерококки продемонстрировали умение подхватывать вредоносные гены от других больничных бактерий. Они не только накапливали десятки генов устойчивости к антибиотикам, но и приобрели последовательности ДНК, отвечающие за выработку разрушающих человеческие клетки токсинов (так называемых гемолизинов и адгезинов) – химических когтей, позволивших энтерококкам забраться в такие ранее недоступные для них территории, как мочевые пути и мочевой пузырь²⁰. В результате выведенные в больницах энтерококки стали одним из главных хранилищ опасных генов, которые, в свою очередь, передавались другим бактериям, таким как синегнойная палочка (Pseudomonas aeruginosa) и кишечная палочка. Потомки обычных, безвредных бактерий, вредоносные штаммы этих микробов вошли в число основных возбудителей внутрибольничных инфекций. К середине девяностых годов смертность американцев от таких инфекций оценивалась в восемьдесят восемь тысяч в год, что приблизительно соответствует одной смерти каждые шесть минут – больше, чем от дорожно-транспортных происшествий и убийств вместе взятых²¹.

Тревожнее всего было то, что больничные энтерококки подхватили пять генов, которые вместе давали полную устойчивость к ванкомицину – антибиотику, применявшемуся в качестве последнего средства, когда ничто другое не помогало. Препараты на основе ванкомицина, разработанные еще в 1956 году, долгое время почти не использовались из-за их токсичности и плохой усвояемости. Ванкомицин мог вызывать такие побочные эффекты, как почечная недостаточность и потеря слуха, а вводить его нужно было только внутривенно. Но в восьмидесятые годы получили распространение внутрибольничные штаммы стафилококков, устойчивые ко всем другим препаратам. С 1984 по 1994 год общее количество ванкомицина, используемого в больницах США, увеличилось более чем в пять раз: с 2 до 11 тонн²².

Хотя все эти тонны ванкомицина были пущены в ход для подавления внутрибольничных штаммов устойчивого к метициллину золотистого стафилококка (MRSA), побочным эффектом их применения стало распространение микроба, обозначаемого другим пугающим сокращением – VRE. Дебют устойчивого к ванкомицину энтерококка (vancomycin-resistant enterococcus) состоялся в больницах США в 1988 году²³. Не прошло и пяти лет, как его стали находить уже едва ли не у каждого десятого госпитализированного пациента и у большинства пациентов, которым в течение нескольких дней или больше вводили ванкомицин²⁴. К счастью, штаммы VRE оказались по своей природе безвредными, пока они оставались в кишечнике пациента. Но всеобщую тревогу вызывала возможность появления демонического потомства от связи, в которую VRE и MRSA могли вступить в чьем-нибудь организме. Новоявленные штаммы VRSA (vancomycin-resistant Staphylococcus aureus) были потенциальными возбудителями совершенно неостановимых воспалений легких, заражений крови, менингитов и ряда других заболеваний.

Исследователям уже было известно, что энтерококк в принципе способен передавать золотистому стафилококку свои гены устойчивости к ванкомицину. Такой обмен генами уже удавалось проводить в лабораторных условиях. Им также было известно, что стафилококки иногда перемешиваются с энтерококками в кишечнике, куда стафилококк попадает вместе с проглоченными слизистыми выделениями носовой полости. И все же девяностые годы подходили к концу, а никаких признаков VRSA по-прежнему не удавалось обнаружить, и многие надеялись, что какой-то неведомый фактор несовместимости вообще не позволяет пугающему спариванию между этими микробами происходить иначе как в пробирке.

Затем, в июне 2002 года, VRSA был наконец обнаружен в мазке, взятом из катетера для диализа, который вводили сорокалетней пациентке-диабетику в штате Мичиган²⁵. В течение предыдущего года врачи неоднократно прописывали ей лечение ванкомицином, вначале для борьбы с хроническими язвами стопы, а в последний раз – чтобы спасти от угрожающего жизни заражения крови штаммом MRSA. Зараженный VRSA катетер был извлечен, и место, куда его вводили, благополучно зажило. Но через неделю VRSA был обнаружен вновь, на этот раз в инфицированной язве стопы, из которой он легко мог проникнуть в кровоток пациентки. Однако фортуна снова улыбнулась: лабораторные анализы показали, что высокоустойчивый ко всем остальным антибиотикам штамм оказался восприимчивым к сульфаниламидному препарату тридцатилетней давности – триметроприм-сульфаметоксазолу (или бактриму). Два других, более подробно отслеженных случая обнаружения штаммов VRSA последовали в 2004 году, оба в штате Нью-Йорк. Неприятно было то, что один из этих штаммов поначалу не удалось выявить с помощью стандартных лабораторных анализов, а значит, VRSA вполне мог оказаться более распространенным микробом, чем все полагали²⁶.

В промежутке между этими событиями Управление пищевых продуктов и медикаментов в ускоренном порядке одобрило к применению линезолид – первый антибиотик из нового класса оксазолидинонов. Как и многие более ранние антибиотики, оксазолидиноны подавляли способность бактериальной клетки синтезировать белки. Но новые антибиотики делали это новым, потенциально более эффективным способом: вместо того чтобы блокировать процесс синтеза на каком-то из его промежуточных этапов, лине-золид препятствовал сборке самого клеточного аппарата для синтеза белков²⁷.

Производившая новый препарат фармацевтическая компания (Pfizer) в очередной раз объявила свое лекарство “волшебной пулей”, к которой невозможно выработать устойчивость. Управление пищевых продуктов и медикаментов США проявило больше осторожности, предписав использовать линезолид лишь для лечения сложных случаев внутрибольничных инфекций, возбудители которых предположительно или достоверно устойчивы к стандартным препаратам (мера, несомненно уменьшившая прибыль компании Pfizer от реализации данного средства). Несмотря на это, устойчивые штаммы микробов были обнаружены меньше чем через год после внедрения лине-золида в медицинскую практику. На сей раз устойчивость возникла не сразу, как бывает при обмене плазмидами. Она вырабатывалась за недели и месяцы в организмах пациентов, которым был прописан продолжительный курс лечения линезолидом. Врачи реагировали на это, прописывая линезолид все в более высоких дозах, и так продолжалось до тех пор, пока препарат совсем не перестал работать²⁸.

Генетические исследования устойчивых к линезолиду штаммов стафилококков и энтерококков впоследствии показали, что устойчивость к этому антибиотику дает любая из дюжины различных мутаций. Хуже того, такие мутанты сами по себе оказались исключительно приспособленными микробами. К 2005 году они были уже широко распространены, хотя и в небольшом количестве, в медицинских учреждениях всего мира и обнаруживались даже у пациентов, никогда не принимавших линезолид²⁹. За полвека, прошедшие со времен внедрения пенициллина, ускоряющийся ход выработки микроорганизмами устойчивости к антибиотикам поставил под угрозу наши ранние завоевания и превратил борьбу с микробами в своего рода марафон, в котором наши соперники стали заметно вырываться вперед.