Резистентность микроорганизмов и антибактериальная терапия MICROBIAL RESISTANCE AND ANTIBACTERIAL THERAPY

С.В. Сидоренко S.V.Sidorenko

Статья посвящена резистентности микроорганизмов при антибактериальной терапии, которая до настоящего времени остается в основном эмпирической. Основой эмпирической антибактериальной терапии являются данные о природной чувствительности к антибиотикам наиболее вероятных возбудителей. Однако проблема значительно осложняется распространением приобретенной резистентности бактерий.

The paper deals with microbial resistance during antibacterial therapy which still remains primarily empiric. Empiric antibiotic therapy is based on the data on natural antibiotic sensitivity of the most likely pathogens. However, the problem is substantially complicated by the spread of acquired bacterial resistance.

С.В. Сидоренко – Кафедра микробиологии и клинической химиотерапии РМАПО, Москва

S.V.Sidorenko — Department of Microbiology and Clinical Chemotherapy, Russian Medical Academy of Postgraduate Training, Moscow

Несмотря на значительные успехи клинической микробиологии, этиотропная терапия, по крайней мере, на начальном этапе остается эмпирической и, вероятно, будет таковой в обозримом будущем. Основой режимов эмпирической терапии являются данные о природной чувствительности к антибактериальным препаратам (АБП1) наиболее вероятных возбудителей. Однако проблема значительно осложняется распространением как во внебольничных, так и особенно в госпитальных условиях приобретенной резистентности. Естественный процесс селекции под воздействием АБП среди микроорганизмов, циркулирующих в человеческой популяции, резистентных штаммов, их последующего широкого распространения проходит ряд хорошо известных этапов. Все начинается с выделения отдельными группами микробиологов единичных устойчивых к какому-либо АБП микроорганизмов. Такие сообщения привлекают на первом этапе внимание только специалистов узкого профиля, которые начинают целенаправленно искать подобные штаммы и изучать биохимические, а также генетические механизмы их устойчивости. Как правило, в это же время к процессу подключается фармацевтическая индустрия, которая начинает поиск соединений, способных преодолевать устойчивость. Следующий этап условно можно назвать инкубационным периодом. В это время выделение устойчивых микроорганизмов перестает быть редкостью, появляются публикации о частоте распространения резистентности. Однако широкую аудиторию практических врачей это, как правило, не интересует, поскольку общее впечатление о высокой эффективности АБП сохраняется. На неудачи лечения внимание обращают в тех случаях, когда они связаны с летальными исходами или тяжелыми осложнениями. Если же АБП применяют при легких и среднетяжелых инфекциях, когда выздоровление без лечения является скорее правилом, чем исключением, то зафиксировать снижение эффективности гораздо сложнее, даже при проведении специальных исследований. Длительность этого периода зависит от многих факторов и, в общем, мало предсказуема. Лишь тогда, когда частота распространения резистентности превосходит некий критический уровень, вдруг становится очевидным, что АБП неэффективен, и возникает необходимость в пересмотре устоявшихся схем лечения. Общей закономерностью является также тот факт, что вначале антибиотикорезистентность появляется в госпитальных условиях, а затем распространяется на микроорганизмы, циркулирующие вне стен стационаров.Таблица 1. Субстратные профили наиболее распространенных АМФ

Ферменты	Устойчивость к антибиотикам
Грам (+) микроорганизмы
APH (3')-III	Кан, Нео, Амк, Изп
ANT (4')-I	Тоб, Амк, Изе
ANT (6)-I	Стр
ААС (6')-APH (2'')	Ген, Тоб, Нтл, Амк, Изп
Грам (-) микроорганизмы
ANT(2")	Кан, Ген, Тоб
ААС (2')	Ген, Тоб, Сиз, Нтл
AAC(3)-V	Ген, Тоб, Нтл
AAC(3)-I	Ген, Сиз
AAC(6')-I	Тоб, Нтл, Амк, Сиз
APH(3')-I	Кан, Нео, Мон
APH (3')-II	Кан, Нео, Мон, Ген
APH (3')-VI	Кан, Амк, Изп
Примечание: Кан – канамицин, Нео – неомицин, Мон – мономицин, Стр – стрептомицин, Ген – гентамицин, Тоб – тобрамицин, Нтл – нетилмицин, Сиз – сизомицин, Амк – амикацин, Изп – изепамицин.

Мировое научное сообщество осознало бесперспективность пассивного отношения к процессам возникновения и распространения резистентности, поскольку оно неизбежно приводит к проигрышу человека в борьбе с микроорганизмами на популяционном уровне. Подобно тому как в подавляющем большинстве областей внутренней медицины приоритет отдается выявлению и коррекции ранних стадий патологических процессов у отдельных пациентов, так и в отношении всей популяции человека необходимо выявлять ранние стадии распространения резистентных микроорганизмов и предпринимать адекватные меры. При этом речь идет не столько о пропаганде и быстрейшем внедрении в практику новых АБП, к чему непроизвольно подталкивает фармацевтическая индустрия, сколько о раннем выявлении неблагоприятных тенденций и разработке мер, направленных на "продление жизни" известных препаратов. Работы в этом направлении находятся в центре внимания ряда международных и национальных организаций (Всемирной Организации Здравоохранения, Международного и Европейского обществ химиотерапии, Альянса за разумное использование антибиотиков и др.), однако в Российской Федерации уровень осознания проблем антибиотикорезистентности все еще можно относить к рудиментарному. Вполне естественно, что для профессионалов в большинстве областей медицины сегодня уже недостаточно банального общего представления о возможности формирования у микроорганизмов устойчивости к АБП. Необходимо владение информацией о тех микроорганизмах и АБП, для которых наиболее характерно формирование устойчивости, а также об основных закономерностях и механизмах этого процесса.

Понятие и механизмы резистентности к абп

Основным отличием, хотя и не принципиальным, АБП от антисептиков является наличие механизма действия, направленного на угнетение более или менее специфичного для микроорганизмов (прокариот) метаболического процесса. Угнетение происходит в результате связывания АБП с некой мишенью, в качестве которой может выступать либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма. Благодаря этому АБП подавляют жизнедеятельность микроорганизмов в концентрациях, не наносящих вреда эукариотическим клеткам организма хозяина. Таблица 2. Возможные варианты перекрестной резистентности между хинолонами

Налидиксовая кислота	Норфлоксацин	Пефлоксацин	Ципрофлоксацин Офлоксацин Ломефлоксацин	Спарфлоксацин Тровафлоксацин Грепафлоксацин
S	S	S	S	S
R	S	S	S	S
R	R	S	S	S
R	R	R	S	S
R	R	R	R	R/S
Примечание:S – чувствительность, R – резистентность.

Резистентность микроорганизмов к АБП может быть природной и приобретенной. Основное значение имеет приобретенная резистентность, поскольку природная резистентность является постоянным видовым признаком и легко прогнозируема. Основное внимание в данной работе будет уделено проблемам приобретенной устойчивости микроорганизмов к АБП, применяемым для лечения соответствующих инфекций. Все многообразие механизмов устойчивости к АБП можно объединить в несколько групп. 1. Модификация чувствительной мишени.Структура любого компонента живой клетки подвержена изменчивости в результате естественных мутаций в кодирующих его генах, что является фундаментальной основой эволюционного процесса. Часть таких мутаций не оказывает влияния на функции (немые), другие приводят к утрате функциональной активности (летальные), но некоторые проявляются в снижении (или утрате) способности к связыванию с АБП при сохранении функциональной активности.2. Инактивация АБП.Существуют две основные теории происхождения антибиотиков как биологически активных веществ. Согласно одной из них АБП изначально выполняли функцию эффекторных молекул в конкурентной борьбе микроорганизмов за питательный субстрат. По другой – на ранних этапах эволюции антибиотики выполняли регуляторные функции, которые затем были полностью или частично утрачены. Однако обе теории предполагают, что одновременно с появлением антибиотиков должны были появиться и механизмы их инактивации. Если микроорганизм продуцирует антибиотик для конкурентной борьбы, то должен быть механизм защиты продуцента от действия собственного антибиотика, после выполнения своей функции инактивироваться должна и каждая регуляторная молекула. С практической точки зрения важно то, что механизмы инактивации антибиотиков существовали задолго до начала их использования человеком в сугубо утилитарных целях. В отличие от антибиотиков (веществ природного происхождения) химиотерапевтические препараты микробной клеткой, как правило, не инактивируются.3. Активное выведение АБПиз микробной клетки (эффлюкс). Этот механизм в отношении тетрациклиновых антибиотиков был известен достаточно давно, однако в последнее время интенсивно накапливаются данные о роли этого механизма в устойчивости микроорганизмов к АБП других групп. У микроорганизмов обнаружены сложные транспортные системы белковой природы, осуществляющие выведение из внутренней среды микробной клетки целых классов химических веществ, первичная функция этих транспортных систем (как и их специфичность) полностью не ясна.4. Нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки.Практически все мишени действия антибиотиков локализованы либо в цитоплазматической мембране микробной клетки, либо в более глубоких цитоплазматических структурах. Для того, чтобы достичь чувствительной мишени, АБП должен преодолеть внешние структуры микробной клетки. Основным препятствием для АБП является липополисахаридный слой грамотрицательных микроорганизмов, пассивно диффундировать через который в силу своей гидрофильности молекулы большинства АБП не способны. Транспорт АБП внутрь микробной клетки осуществляется через пориновые каналы белковой природы, которые являются естественным путем для поступления питательных веществ внутрь микроорганизма и выведения продуктов метаболизма. Структура пориновых каналов подвержена естественной изменчивости, и в некоторых ситуациях они становятся менее проницаемыми для крупных молекул. Описанный механизм резистентности не специфичен и, как правило, затрагивает АБП различных классов. Поскольку каждому из известных механизмов резистентности соответствует один или несколько генов, то для практики крайне важно знать их локализацию (на бактериальной хромосоме или на подвижных генетических элементах – плазмидах). В том случае, когда генетические детерминанты резистентности локализованы на плазмидах, возможно их быстрое внутривидовое и межвидовое распространение. Поскольку во многих случаях обмен генетической информацией между микроорганизмами происходит весьма интенсивно, бороться с таким распространением устойчивости крайне трудно, если вообще возможно. Для широкого распространения устойчивости достаточно даже незначительного селективного прессинга АБП. Если же детерминанты резистентности локализованы на хромосоме, то распространение резистентности происходит преимущественно по клональному типу, на фоне мощного селективного прессинга АБП. В отсутствие селективного прессинга резистентные клоны, как правило, бывают вытеснены чувствительными. При клональном типе распространения устойчивости значительно легче выявить источник резистентных штаммов, конкретные механизмы их передачи и, соответственно, спланировать и осуществить противоэпидемические мероприятия.