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

Часть 4. Микробы, подсевшие на лекарства

1 Эпиграф: Tom Nugent, “Resistance Fighter”, Pennsylvania Gazette, September – October 2000.

2 “New Germ Strain Takes Heavy Toll”, New York Times, March 22, 1958, 19.

3 Исследования показывают, что 20–30 % из нас – постоянные носители одного из штаммов золотистого стафилококка, живущего у нас в носоглотке. Еще 50–60 % периодически подхватывают и вновь теряют то один, то другой штамм этого микроба. И лишь 10–20 % счастливцев обходятся совсем без него. Имеются также данные, указывающие на то, что эта изменчивость связана с врожденными различиями в иммунных веществах, содержащихся в выделениях нашего носа. См.: J. Kluytmans et al., “Nasal Carriage of Staphylococcus aureus: Epidemiology, Underlying Mechanisms, and Associated Risks”, Clinical Microbiology Reviews 10 (1997), 505–520.

4 В 1957 и 1958 гг. младенческая смертность в США впервые с 1936 г. возросла: со 108 000 смертей (26,0 на тысячу живых новорожденных) в 1956 г. до 112 000 (26,3 на тысячу новорожденных) в 1957 г. и 114 000 (27,1 на тысячу) в 1958 г. Затем этот показатель вновь начал постепенно снижаться и стал ниже, чем был в 1956 г., в 1961 г. (25,3 на тысячу). U. S. Census Bureau, Live Births, Deaths, Infant Deaths, and Maternal Deaths: 1900 to 2001, Statistical Abstract No. HS-13. (По смертности, связанной с отдельными микробами, статистика отсутствует.)

5 M. Barber, “Methicillin-Resistant Staphylococci”, Journal of Clinical Pathology 1 (1963), 308–311.

6 Интервью, взятые автором у Хайнца Айхенвальда в январе 2005 г. и в августе 2006 г.

7 Все бактерии, за несколькими необычными исключениями, имеют клеточную стенку одного из двух главных типов. Какого именно, можно определить с помощью микроскопа и специального метода окрашивания, который разработал датский физиолог XIX века Ганс Кристиан Грам. Так называемые грамположительные бактерии, по сути, окружены толстым слоем ячеистого вещества пептидогликана. У грамотрицательных бактерий тоже есть стенка из пептидогликана, но она намного тоньше и окружена дополнительной наружной мембраной из липополисахаридов и фосфолипидов.

8 Joshua Lederberg, Esther Lederberg, “Replica Plating and Indirect Selection of Bacterial Mutants”, Journal of Bacteriology 83 (1952), 399–406.

9 Edward Tatum, “Gene Recombination in Escherichia coli”, Cold Spring Harbor Symposia, June 1946; Edward latum and Joshua Lederberg, “Gene Recombination in the Bacterium Escherichia coli”, Journal of Bacteriology 53 (1947), 673–684.

10 Joshua Lederberg, Luigi Cavalli, Esther Lederberg, “Sexual Compatibility in Escherichia coli”, Genetics 37 (1952), 720–730.

11 Введенный Ледербергом термин “плазмида”, означающий набор внехромосомных бактериальных генов, перекликался с введенным ранее термином “плазмаген”, означавшим внехромосомные гены, находящиеся вне ядра, то есть в цитоплазме, клеток животных и растений. См.: Joshua Lederberg, “Cell Genetics and Hereditary Symbiosis”, Physiological Review 32 (1952), 403–426.

12 Esther Lederberg, Joshua Lederberg, “Genetic Studies of Lysongenicity in Escherichia coli”, Genetics 38 (1953), 51–64.

13 Фаг лямбда впоследствии стал “рабочей лошадью” генной инженерии. Его используют для создания трансгенных форм жизни, вырезая гены у одного организма и встраивая их с помощью этого вируса в другой.

14 Norton Zinder, Joshua Lederberg, “Infective Heredity in Bacteria”, Journal of Bacteriology 64 (1952), 679–699.

15 F. Griffith, “The Significance of Pneumococcal Types”, Journal of Hygiene. 27 (1928), 113–159.

16 Oswald Avery et al., “Studies on the Chemical Nature of the Substance Inducing Transformation of Pneumococcal Types”, Journal of Experimental Medicine 83 (1944), 89–96.

17 В 1958 г. Джошуа Ледерберг разделил с Джорджем Бидлом и Эдуардом Тейтемом Нобелевскую премию за свои открытия, связанные с генетической рекомбинацией (то есть “половой жизнью”) бактерий. В 1968 г. Джошуа и Эстер развелись. В 1978 г. Джошуа стал президентом Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке. Эстер осталась профессором Стэнфордского университета, где поддерживала крупнейшую в мире коллекцию бактериальных плазмид, вплоть до 1999 г., когда у нее случился сердечный приступ, сильно пошатнувший ее здоровье. К сожалению, в работах по истории науки во многом умалчивается та немалая роль, которую Эстер сыграла в эпохальных открытиях этой супружеской пары. И Эстер и Джошуа любезно согласились дать мне интервью для этой книги.

18 T. Watanabe, T. Eukasawa, “Episome-Mediated Transfer of Drug Resistance in Enterobacteriacea”, Journal of Bacteriology 81 (1961), 669–678.

19 K. Ochiai et al., “Studies on Inheritance of Drug Resistance Between Shigella Strains and Escherichia coli Strains”, Nihon Iji Shimpo 1861 (1959), 34–46 (на японском языке) и K. Ochiai et al., “Studies on the Mechanism of Development of Multiple Drug Resistant Shigella Strains”, Nihon Iji Shimpo 1866 (1960), 45–50 (на японском языке) цитируются по: Watanabe, Eukasawa, “Episome-Mediated Transfer”.

20 В 2011 г. исследователи открыли группу генов устойчивости к антибиотикам, расположенную посреди так называемого “острова патогенности” – обширного транспозона, передающего целый ряд патогенных свойств, таких как резко усиленный синтез токсинов. См.: S. N. Luck et al., “Ferric Dicitrate Transport System of Shigella flexneri 2a YSH6000 Is Encoded in a Novel Pathogenicity

Island Carrying Multiple Antibiotic Resistance Genes”, Infection and Immunology 69 (2001), 6012–6021.

21 L. M. Mundy et al., “Relationship Between Enterococcal Virulence and Antimicrobial Resistance”, Clinical Microbiology Reviews (October 2000), 513–522.

22 Robert Weinstein, “Nosocomial Infection Update”, Emerging Infectious Diseases 4 (1998), 416–420.

23 ASM News, June 2004 (American Society for Microbiology).

24 R. Leclercq et al., “Plasmid-Mediated Resistance to Vancomycin and Teicoplanin in Enterococcus faecium”, New England Journal of Medicine 319 (1988), 157–161.

25 “Nosocomial Enterococci Resistant to Vancomycin – United States, 1989–1993”, Morbidity and Mortality Weekly Report 42 (1993), 597–599.

26 “Staphylococcus aureus Resistant to Vancomycin – United States

2002”, Morbidity and Mortality Weekly Report, July 5, 2002.

27 “Brief Report: Vancomycin-Resistant Staphylococcus aureus – New York 2004”, Morbidity and Mortality Weekly Report, April 23, 2004.

28 Оксазолидиноны не позволяют бактериальным рибосомам запускать синтез белка, блокируя присоединение к ним молекул матричной РНК, в которых содержатся инструкции, определяющие порядок присоединения разных аминокислот друг к другу при синтезе белковой молекулы.

29 Neil Woodford et al., “Detection of Oxazolidinone-Resistant Enterococcus faecalis and Enterococcus faecium Strains by Real-Time PCR and PCR-Restriction Fragment Length Polymorphism Analysis”, Journal of Clinical Microbiology 40 (2002), 4298–4300.

30 R. Devasia et al., “The First Reported Hospital Outbreak of Linezolid-Resistant Enterococcus: An Infection Control Problem Has Emerged”, Infectious Disease Society of America Meeting 2005, abstract 1079.

31 Curtis Donskey et al., “Effect of Parenteral Antibiotic Administration on Persistence of Vancomycin-Resistant Enterococcus faecium in the Mouse Gastrointestinal Tract”, Clinical Infectious Disease 180 (1999),

384-390.

32 Curtis Donskey et al., “Effect of Antibiotic Therapy on the Density of Vancomycin-Resistant Enterococci in the Stool of Colonized Patients”, New England Journal of Medicine 343 (2000), 1925–1932.

33 Michelle Hecker et al., “Unnecessary Use of Antimicrobials in Hospitalized Patients: Current Patterns of Misuse with an Emphasis on the Antianaerobic Spectrum of Activity”, Archives of Internal Medicine 163 (2003), 972–978.

34 “Severe Clostridium difficile – Associated Disease in Populations Previously at Low Risk – Four States, 2005”, Morbidity and Mortality Weekly, December 2, 2005.

35 R. Viscidi et al., “Isolation Rates and Toxigenic Potential of Clostridium difficile Isolates from Various Patient Populations”, Gastroenterology 81 (1981), 5–9; L. V. McFarland et al., “Nosocomial Acquisition of Clostridium difficile Infection”, New England Journal of Medicine 320 (1989), 204–210.

36 Paul Byrne, “Toenail Surgery Nearly Killed Me, Jamie-Lee, 15, One of Youngest Victims”, Mirror [U. K.], August 30, 2005; “Hospital Blamed for Mum’s Horrible Death”, Windsor Express [U. K.], March 31, 2006.

37 Vivian Loo et al., “A Predominantly Clonal Multi-Institutional Outbreak of Clostridium difficile – Associated Diarrhea with High Morbidity and Mortality”, New England Journal of Medicine 353 (2005), 2442–2449.

38 L. Clifford McDonald et al., “An Epidemic, Toxin Gene-Variant Strain of Clostridium difficile”, New England Journal of Medicine 353 (2005), 2433–2441.

39 Carlene Muto et al., “A Large Outbreak of Clostridium difficile – Associated Disease with an Unexpected Proportion of Deaths and Colectomies at a Teaching Hospital Following Increased Fluoroquinolone Use”, Infection Control Hospital Epidemiology 3 (2005), 273–280.

40 Luis Fabregas, “Superbug Infecting Area Patients”, Pittsburgh Tribune-Review, October 29, 2005.

41 “Severe Clostridium difficile Associated Disease in Populations Previously at Low Risk – Four States, 2005”, Morbidity and Mortality Weekly Report, December 2, 2005.

42 Yves Gillet et al., “Association Between Staphylococcus aureus Strains Carrying Gene for Panton-Valentine Leukocidin and Highly Lethal Necrotising Pneumonia in Young Immunocompetent Patients”, Lancet 359 (2002), 753–759.

43 Айзек Старр (Isaac Starr), в 1918 г. – студент-медик третьего курса Пенсильванского университета, цитируется по статье: “Influenza in 1918: Recollection of the Epidemic in Philadelphia”, Annals of Internal Medicine 145 (2006), 138–140.

44 Betsy Herold et al., “Community-Acquired Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus in Children with No Identified Predisposing Risk”, Journal of the American Medical Association 279 (1998), 593–598.

45 “Four Pediatric Deaths from Community-Acquired Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus – Minnesota and North Dakota, 1997–1999”, Morbidity and Mortality Weekly Report, August 20, 1999, 707–710.

46 Carlos Sattler et al., “Prospective Comparison of Risk Factors and Demographic and Clinical Characteristics of Community-Acquired, Methicillin-Resistant versus Methicillin-Susceptible Staphylococcus aureus Infection in Children”, Pediatric Infectious Disease Journal 21 (2002), 910–916.

47 Sophia Kazakova et al., “A Clone of Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus Among Professional Football Players”, New England Journal of Medicine 352 (2005), 468–475.

48 D. A. Robinson et al., “Re-emergence of Early Pandemic Staphylococcus aureus as a Community-Acquired Methicillin-Resistant Clone”, Lancet 365 (2005), 1256–1258.

49 Sheldon Kaplan et al., “Three-year Surveillance of Community-Acquired Staphylococcus aureus Infections in Children”, Clinical Infectious Diseases 40 (2005), 1785–1791; M. D. King et al., “Emergence of Community-Acquired Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus USA 30 °Clone as the Predominant Cause of Skin and Soft-Tissue Infections”, Annals of Internal Medicine 144 (2006), 309–317; Gregory Moran et al, “Methicillin-Resistant S. aureus Infections Among Patients in the Emergency Department”, New England Journal of Medicine 355 (2006), 666–674.

50 Tsutomu Watanabe et al., “Episome-Mediated Transfer of Drug Resistance in Enterobacteriaceae X”, Journal of Bacteriology 92 (1966), 477–486.

51 Ellen C. Moorhouse, “Transferable Drug Resistance in Enterobacteria Isolated from Urban Infants”, British Medical Journal 2 (1969), 405.

52 K. B. Linton et al., “Antibiotic Resistance and Transmissible R-factors in the Intestinal Coliform Flora of Healthy Adults and Children in an Urban and Rural Community”, Journal of Hygiene 70 (1972), 99-104.

53 D. V. Sompolinsky et al., “Microbiological Changes in the Human Fecal Flora Following the Administration of Tetracyclines and Chloramphenicol”, American Journal ofProctology 18 (1967), 471–478.

54 Stuart Levy et al., “High Frequency of Antimicrobial Resistance in Human Fecal Flora”, Antimicrobial Agents and Chemotherapy 32 (1988), 1801–1806.

55 Интервью, взятое автором у Стюарта Ливи в июне 2006 г.

56 N. B. Shoemaker, H. Hayes, A. A. Salvers, “Evidence for Extensive Resistance Gene Transfer Among Bacteroides spp. and Among Bacteroides and Other Genera in the Human Colon”, Applied and Environmental Microbiology 67 (February 2001), 561–568.

57 Видовое название thetaiotaomicron, которое многие бактериологи считают одним из самых ужасных, представляет собой комбинацию трех греческих букв (тета, йота и омикрон), которые привиделись румынскому бактериологу Арканджело Дистазо в 1912 г., когда он, глядя в микроскоп, увидел нагромождение коротких и длинных палочек, выросших в культуре открытого им вида. См.: A. Distaso, Zentralblatt f?r Bakteriologie, Parasitenkunde, Infektionskrankheiten, und Hygiene. Abteilung I. 62 (1912) 433468. “О чем история умалчивает, – добавляет Абигайль Сэльерс, – это не было ли придуманное им название вдохновлено посещением ближайшей пивной”. Большинство микробиологов, работающих с этим видом, не без оснований называют его так лишь в своих научных трудах, а во всех остальных случаях используют сокращенное наименование B. theta.

58 Laura McMurry et al., “Triclosan Targets Lipid Synthesis”, Nature 394 (1998), 531-5-32; S. P. Cohen, H. Hachler, S. B. Levy, “Genetic and Functional Analysis of the Multiple Antibiotic Resistant (mar) Locus in Escherichia coli”, Journal of Bacteriology 175 (1993), 14841492; M. C. Moken, L. M. McMurry, S. B. Levy, “Selection of Multiple Antibiotic Resistant (mar) Mutants of Escherichia coli by Using the Disinfectant Pine Oil”, Antimicrobial Agents and Chemotherapy 41 (1997), 2770–2772; L. M. McMurry, M. Oethmger, S. B. Levy, “Overexpression of marA, soxS, or acrAB Produces Resistance to Triclosan in Esherichia coli”, FEMS Microbiology Letters 166 (1998), 305–309.

59 Rolf Halden et al., “Co-occurrence of Triclocarban and Triclosan in U. S. Water Resources”, Environmental Science and Technology 39 (2005), 1420–1426; Jochen Heidler et al., “Partitioning, Persistence and Accumulation in Digested Sludge of the Topical Antiseptic Triclocarban During Wastewater Treatment”, Environmental Science and Technology 40 (2006), 3634–3639.

60 Holli Lancaster et al., “Prevalence and Identification of Tetracycline-Resistant Oral Bacteria in Children Not Receiving Antibiotic Therapy”, FEMS Microbiology Letters 228 (2003), 99-104.

61 Идея, что антибиотики возникли в ходе эволюции, по крайней мере отчасти как сигнальные вещества, принадлежит микробиологу Джулиану Дэвису (Julian Davies) из Университета Британской Колумбии в Ванкувере. Основополагающая работа его лаборатории на эту тему: Been Goh et al., “Transcriptional Modulation of Bacterial Gene Expression by Subinhibitory Concentrations of Antibiotics”, Proceedings of the National Academy of Sciences 99 (2002), 17025-17030.

62 C. G. Marshall et al., “Glycopeptide Antibiotic Resistance Genes in Glycopeptide-Producing Organisms”, Antimicrobial Agents and Chemotherapy 42 (1998), 2215–2220.

63 Химическое название синерцида – хинупристин-дальфопристин, тигацила – тигециклин, кубицина – даптомицин.

64 Телитромицин известен также под фирменным названием “кетек” (Ketek), а линезолид – под названием “зивокс” (Zyvox).

65 Vanessa D’Costa et al., “Sampling the Antibiotic Resistome”, Science 311 (2006), 374–377.

66 “Superbugs Abound in Soil”, www.nature.com / news / 2006/ 060119/full / news060116-10.html.

67 William Laurence, “Wonder Drug Aureomycin Found to Spur Growth 50 Percent”, New York Times, April 10, 1950, 1.

68 Notes on Science, New York Times, May 20, 1950, E9.

69 Animal Health Institute, “Antibiotic Use in Animals Rises in 2004”, пресс-релиз от 27 июня 2005 г.

70 “Hogging It! Estimates of Antimicrobial Abuse in Livestock”, Union of Concerned Scientists, January 2001, executive summary, xiii, www.ucsusa.org/food_and_agriculture/science_and_impacts/impacts _industrial_agriculture / hogging-it-estimates-of.html.

71 Animal Health Institute, “Antibiotic Use in Animals Rises in 2004”, пресс-релиз от 27 июня 2005 г.

72 Animal Health Institute, Active Antibacterial Ingredients Sold byAHI Members, обзор за 2002–2004 гг., 27 июня 2005 г.

73 Amy Chapin et al., “Airborne Multidrug-Resistant Bacteria Isolated from a Concentrated Swine Feeding Operation”, Environmental Health Perspectives 113 (2005), 137; M. P. Schlusener, K. Bester,

“Persistence of Antibiotics Such As Macrolides, Tiamulin and Salinomycin in Soil”, Environmental Pollution 143 (2006), 565–571; J. M. Cha et al., “Rapid Analysis of Trace Levels of Antibiotic Polyether Ionophores in Surface Water by Solid-Phase Extraction”, Journal of Chromatography 1065 (2005), 187–198.

74 Morten Helms et al., “Excess Mortality Associated with Antimicrobial Drug-Resistant Salmonella typhimurium”, Emerging Infectious Diseases 8 (2002), 490–495; J. K. Varma et al., “Antimicrobial Resistance in Salmonella Is Associated with Increased Hospitalizations”, National Antibiotic Resistance Monitoring System 1996–2000, International Conference on Emerging Infectious Diseases, 2002.

75 H. A. Elder et al., “Human Studies to Measure the Effect of Antibiotic Residues”, Veterinary and Human Toxicology 35 (1996), suppl. 1, 31–36.

76 Jeffrey Lejeune, Nicholas Christie, “Microbiological Quality of Ground Beef from Conventionally Reared Cattle and ‘Raised Without Antibiotics’ Label Claims”, Journal of Food Protection, 67 (2004), 1433–1437.

77 M. Meyer et al., “Occurrence of Antibiotics in Surface and Ground Water near Confined Animal Feeding Operations and Waste Water Treatment Plants Using Radioimmunoassay and Liquid Chromatography / Electrospray Mass Spectrometry”, U. S. Geological Survey, Raleigh, N. C.

78 Amee Manges et al., “Widespread Distribution of Urinary Tract Infections Caused by a Multidrug-Resistant Escerichia coli Clonal Group”, New England Journal of Medicine 345 (2001), 1007–1013;

“An Epidemic of Urinary Tract Infections?” New England Journal of Medicine 345 (2001), 1055–1057.

79 M. M. Swann, Report of the Joint Committee on the Use of Antibiotics in Animal Husbandry and Veterinary Medicine (London: Her Majesty’s Stationery Office, 1969).

80 Henrick Wegener, “Ending the Use of Antimicrobial Growth Promoters Is Making a Difference: In Denmark Antibiotic Resistance Levels Fell While Food Productivity Remains Strong”, American Society of Microbiology News 69 (2003), 443–448.

81 Ingo Klare et al., “Occurrence and Spread of Antibiotic Resistances in Enterococcus faecium”, International Journal of Food Microbiology 88 (2003), 269–290.

82 F. Angulo et al., “Isolation of Quinupristin / Dalfopristin-Resistant Enterococcus faecium from Human Stool Specimens and Retail Chicken Products in the United States”, First International Conference on Enterococci, Banff, Canada, February 2000.

83 Amy Kieke et al., “Use of Streptogramin Growth Promoters in Poultry and Isolation of Streptogramin-Resistant Enterococcus faecium from Humans”, Journal of Infectious Diseases 194 (2006), 1200–1208.