Что такое супербактерии? К чему приводит бесконтрольное самолечение? Почему антибиотики больше не панацея, чем их заменить и как работают бактериофаги? На эти вопросы в интервью Sibnet.ru ответила завлабораторией молекулярной микробиологии ИХБФМ СО РАН Нина Тикунова.
Массовое производство и применение антибиотика началось с пенициллина, в 1943 году. Препараты, способные убивать бактерии, спасли человечество от множества инфекционных болезней. Однако, по данным ВОЗ, практически все существующие патогенные бактерии приобретут устойчивость к антибиотикам уже через 10-20 лет. И если сейчас из-за устойчивости к антибиотикам ежегодно не удается спасти 700 тысяч человек, то к 2050 году число жертв бактериальных инфекций возрастет до 10 миллионов в год.
— Известно, что антибиотики совершили революцию…
— Да, антибиотики приносили огромную пользу людям, и их стали активно использовать не только в медицине, но и в других областях: в сельском хозяйстве — птицеводстве и скотоводстве; в производстве предметов гигиены — зубная паста, мыло, средства обработки помещений.
Как работает антибиотик? В норме бактерии постоянно живут в нашем организме, в кишечнике их около 1,5 килограмма, в целом бактерий в человеке больше, чем собственных клеток. Но если человек подхватывает вирус или испытывает длительный стресс, его иммунитет снижается, и эти бактерии начинают активно размножаться, что приводит к ухудшению самочувствия. Также существуют инфекционные заболевания, вызываемые бактериями.
Остановить размножение бактерий, уничтожить их и вылечить человека могут антибиотики. Эти лекарства спасли много людей.
— И что изменилось?
— Конкретному человеку полезна паста с антибиотиками, она спасает его от определенного количества бактерий. Но когда сточная вода со всего города, от птицефабрик и свиноферм попадает в воду и почву, с этими антибиотиками сталкиваются бактерии. Они находят способы выживания — развивается антибиотикорезистентность (устойчивость бактерий к антибиотикам).
Антибиотикорезистентность возникла потому, что многие почвенные бактерии несут в себе гены устойчивости к антибиотикам. Эти гены путем горизонтального переноса (когда генетический материал передается организму — не потомку) могут с невысокой вероятностью перейти от одного вида бактерии к другому.
Сначала бактерии стали невосприимчивы к одним антибиотикам, а затем появились супербактерии — бактерии с множественной устойчивостью к антибиотикам, — от которых не спасает уже целый ряд антибиотиков.
Были случаи, когда пациентов не успевали вылечить до того, как выясняли, к какому именно антибиотику чувствительна заразившая их бактерия.
— И больше надежды на антибиотики нет?
— Врачи, столкнувшись с этим явлением, договорились, что определенную группу лекарств используют только в крайних случаях, это препараты резерва, «последнего ряда».
В нее ВОЗ включила восемь препаратов, таких как колистин, и некоторые антибиотики из группы цефалоспоринов. Как только их начнут бесконтрольно принимать, к ним тоже разовьется антибиотикорезистентность.
— Правильно ли, что запретили свободную продажу антибиотиков?
— Да, самолечение опасно, после приема антибиотиков у человека может выработаться резистентность и в случае сильного заболевания трудно будет подобрать действенный препарат, так как бактерии ко многим из них приспособятся.
За рубежом — в Европе, США и Канаде — это правило действует очень строго. Но зачастую пока пациенты дождутся несколько дней, чтобы попасть к врачу, заболевание разгорается сильнее, чем если бы его начали лечить в самом начале.
В этом плане российская медицина выигрывает. Если у нас в отделение клещевых инфекций попадает человек с подозрением на боррелиоз (температура после укуса клеща и т.д.), его сразу начинают лечить антибиотиками. То есть наши врачи не допускают развития тяжелых форм заболевания. За рубежом не так. Сначала больного обследуют, а вдруг у него нет боррелиоза, начинают лечить с опозданием, в итоге там много случаев тяжелейшего развития этой болезни.
— ВОЗ в 2005 году провозгласила постантибиотиковую эру. Что это значит?
— Это означает прекращение безусловной веры в помощь антибиотиков и необходимость поиска альтернативных средств. Человек — существо разумное, многочисленное, хорошо приспосабливающееся к изменению внешних условий. Думаю, человечество что-то изобретет.
Фармкомпании из-за антибиотикорезистентности вернулись к разработке новых антибиотиков, рассматривают альтернативные препараты. Но новые антибиотики создать сложно, так как ученые за многие десятилетия разработали антибиотики на ключевые точки процесса размножения бактерий.
Часть заболеваний можно вылечить без антибиотиков. Один из альтернативных вариантов — использование бактериофагов.
— Можно ли совсем отказаться от антибиотиков?
— Запретить сейчас полностью использование невозможно. Иначе мы столкнемся с голодом и смертями.
Так, в США запретили вводить антибиотики в средства гигиены. Но современное сельское хозяйство не может существовать без антибиотиков.
В медицине большая часть инфекционных заболеваний пока успешно лечится ими, в клиниках берут анализ на чувствительность к антибиотикам, и врач применяет нужный препарат.
Но если человека привозят, например, с заражением крови, его срочно надо лечить, то сразу применяют антибиотики широкого спектра действия и параллельно делают анализ на чувствительность той бактерии, которая является причиной инфекции. Если лекарство правильно подобрано, то продолжают лечение, либо меняют.
— Вы сказали, что часть болезней можно лечить бактериофагами, что это?
— Бактериофаги — древние вирусы, пожирающие бактерии. Если бы их не было, то за двое суток Земля покрылась бы толстым слоем бактерий. Бактериофаги, как и другие вирусы, вне хозяина никакой деятельности не развивают – не живут, то есть не размножаются.
Каждый фаг убивает только определенную группу бактерий и никак не действуют на другие, например, на нормальную кишечную и кожную микрофлору, в отличие от антибиотиков.
Поскольку фаги никак не заражают клетки человека и животных, они не приносят вреда организму. За время эволюции человечество к ним приспособилось, и иммунная система на них не реагирует отрицательно, нет токсического эффекта. Поэтому их можно давать новорожденным, больным с аутоиммунным заболеваниями и онкологией.
— И они полностью смогут заменить антибиотики?
— Рассчитывать, что они спасут человечество вместо антибиотиков, нельзя. Избирательность бактериофагов как их плюс, так и минус. Штаммов бактерий в мире сотни тысяч, а бактериофаги подобраны только на десятки или сотни.
В каждом случае нужно время, чтобы подобрать бактериофаг для больного с помощью анализа. Поэтому острые бактериальные инфекции надо быстро гасить антибиотиками. Бактериофаг нужен при заболеваниях, вызванных супербактериями или в случае хронических бактериальных заболеваний.
Фаги отлично дополняют антибиотики и даже помогают им уничтожить врага. Бактерии в ране зачастую образуют многослойную биопленку, в которую антибиотик пробиться не может. Бактериофаг, действуя на одну из бактерий, пробивает «броню» этой пленки и делает возможным действие антибиотика.
— Уже разработаны какие-то препараты бактериофагов, от каких заболеваний?
— В нашей стране еще в советское время начали успешно использовать препараты бактериофагов. Только в России крупные фармацевтические компании («Микроген») производят препараты бактериофагов. Это не БАДы, а терапевтические препараты, прошедшие стадии доклинических и клинических испытаний.
Спектр заболеваний большой — бактериальные кишечные заболевания, их лечение актуально для детей, у которых из-за бактериальных диарей происходит быстрое обезвоживание, а применение антибиотиков не всегда желательно. Это спектр раневых инфекций и послеоперационных воспалений, ЛОР-заболеваний, хронических стоматологических заболеваний, диабетическая стопа (язвы на стопах — осложнение диабета, ведущее к ампутации).
— Как назначаются эти препараты?
— Они есть в свободной продаже. Врачи, работавшие в 60-80-е годы, знали и широко использовали бактериофаги. Вероятно, сейчас в мединституте этим знаниям уделяют немного внимания. Большинство современных врачей о них или не знают, или забывают.
Несмотря на то, что это не БАД, они не включены в списки обязательных медицинских препаратов, которые должны быть в государственной больнице, поэтому врачи в этих медучреждениях не могут их использовать, в отличие от частных.
Бактериофаги используют частные клиники, больные сами ищут информацию, часто нам звонят, спрашивают. Мы объясняем, что надо обратиться в лабораторию, сделать анализ на антибиотикорезистентность и чувствительность к бактериофагу.
— Как создаются препараты бактериофагов, если они такие узконаправленные?
— Чаще всего создаются коктейли из бактериофагов. Они направлены на один вид бактерий, например, на стафилококки, но покрывают широкий спектр штаммов (вариантов стафилококков). Также есть коктейли бактериофагов против разных видов бактерий. Это для экстренного лечения. Часто использовать одни и те же коктейли нельзя — может развиться устойчивость к бактериофагам.
— Какова ваша роль в создании новых бактериофагов?
— У нас научно-исследовательский институт. Главная задача — находить новые и необычные бактериофаги. Мы ищем их в образцах от больных и здоровых людей, в природных образцах, в том числе из экстремофильных мест обитаний – вечная мерзлота, соленые и термальные озера.
Интересный объект — стоки птицефабрик и свиноферм. Можно найти необычные гены, что поможет создать новые инструменты синтетической биологии. То есть найти подходы и способы лечения, позволяющие проводить нужные манипуляции с геномом — разрушить геном вредного (вирус, раковые клетки) или создать геном полезного (клетки, синтезирующие лечебное вещество).
Например, чтобы бактериофаги разрушали именно тот штамм, который у пациента, надо повысить его специфичность. Или у специфичного, но не очень эффективного фага, повысить эффективность.
В нашей коллекции несколько сотен бактериофагов и несколько тысяч образцов штаммов бактерий. Каждый новый бактериофаг мы проверяем, на какие бактерии он действует.
Если к нам обращаются врачи-клиницисты, присылают образцы, мы можем подобрать подходящие бактериофаги.
По международному соглашению сейчас, если все одобренные средства лечения не помогают улучшить состояние больного, медики проводят консилиум и с согласия пациента имеют право использовать официально неодобренные препараты.
Например, при диабетической стопе пациенты соглашаются на лечение бактериофагами, потому что могут избежать ампутации. Мы либо подбираем в аптеке препараты, которые хорошо действуют, либо ищем из своей коллекции.
В 30-40% случаев используем штаммы аптечных фагов, еще в 30-40% из нашей коллекции, в 20-25% не можем подобрать бактериофаг. За пять-шесть лет поучаствовали в излечении более сотни больных.
Также мы создали свой коктейль против 11 редких бактериальных агентов, как раз против супербактерий. В том числе он помогает от диабетической стопы. Но пока препарат не проходил испытания даже на животных, потому что на это надо десятки миллионов рублей.
— А за рубежом используют бактериофаги?
— Зарубежный мир всегда пренебрежительно относился к советской науке, тем более к медицине. В последние годы, осознав, что в ряде случаев бактериофаги, использовавшиеся советскими медиками, могут быть спасением, они тоже стали ими заниматься.
И боюсь, европейские и американские ученые в ближайшее время опередят нашу страну, которая с 30-х годов производит препараты бактериофагов, но не так широко их используют.
Проблема в разработке и выпуске на рынок бактериофагов еще в том, что любой микробиолог, купив в аптеке коктейль бактериофагов, может размножить их в лаборатории. И эта особенность тормозит желание фармкомпаний вкладывать деньги в выпуск таких препаратов.
Я думаю, выход из этой ситуации в том, что фармкомпании будут вставлять в геном коммерческих фагов какой-то штрих-код, чтобы потом недобросовестные конкуренты не могли использовать чужие фаги.
— Есть ли еще варианты замены антибиотиков кроме бактериофагов?
— Да, есть. Бактерии выделяют пептиды, чтобы убавить количество конкурентных неродственных им видов в одном сообществе. Ученые ищут способ использовать эти пептиды против бактерий. И эти исследования активно развиваются.
