Почему борьба с микробами делает их еще более устойчивыми, как из-за этого усложняется лечение болезней, почему фармацевтическим компаниям невыгодно искать новые антибиотики и из-за чего люди часто заболевают в больницах?
Публикуем лекцию микробиолога Ильи Сережкина «Почему эпохе антибиотиков приходит конец» с фестиваля Science Bar Hopping, который Группа РОСНАНО и «Бумага» провели в Москве.
Илья Сережкин
Микробиолог, сотрудник лаборатории микробной биотехнологии биофака МГУ
Как открыли антибиотики и почему в Средневековье чуму лечили кровопусканием и шкурой жаб
Когда в Европе в XIV веке распространилась чума, эпидемиология была на крайне низком уровне. Люди не понимали, что происходит, почему возникает болезнь, от которой абсолютно нет лечения. Считается, что в ходе эпидемии погибло около 60 миллионов человек. Cмертность составляла порядка 60-80 %.
Чуму пытались лечить, но ученые Средневековья, к сожалению, были далеки от истины и применяли такие методы лечения, как кровопускание, прижигание язв раскаленной кочергой и использовали снадобья из шкур жаб.
Тогда было две больших теории о том, как передаются заболевания. Первая — теория миазмов. Ученые считали, что заболевания передаются путем вдыхания человеком запаха. Ветер разносит ароматические молекулы, и таким образом болезнь распространяется. Идея интересная, но далека от истины. Вторая теория состояла в том, что между людьми распространяются некие семена болезни. Ученые того времени не могли понять, что это за семена, но у них была идея, что передача идет от человека к человеку.
Если собрать две эти теории вместе, то мы в принципе подойдем очень близко к тому, как на самом деле распространяются инфекционные заболевания. Только в конце XIX века ученые выяснили, что возбудителем чумы является бактерия под названием Yersinia pestis.
К XX веку наступил момент, когда микробов смогли не только идентифицировать, но и стали пытаться с ними взаимодействовать. Одним из тех, кто занялся этой проблемой, был британский ученый Александр Флеминг. Занимаясь исследованием золотистого стафилококка с помощью посевов на чашки Петри, он случайно обнаружил пенициллин. Тогда, в 1928 году, он не смог его полностью очистить и применить для лечения инфекций. Но через несколько лет двое английских ученых [Говард] Флори и [Эрнст Борис] Чейн обратили внимание на открытие Флеминга и продолжили его работу.
Поскольку в то время было неспокойно (близилась Вторая мировая война) ученые понимали, что будет необходимо средство для лечения инфекций, и они решили все-таки выделить пенициллин в чистом виде. Англия была под угрозой оккупации и выведенные штаммы пеницилла ученые взяли с собой. Легенда гласит, что они пропитали ими подложки своих пиджаков и уехали в США, чтобы сохранить ценную культуру микроорганизма и дальше с ней работать. Не знаю, насколько это правда, но очень похоже.
Флори и Чейн стали работать в Штатах. На улице, на рынках они брали образцы плесени и несли в лабораторию, чтобы найти более активные штаммы пеницилла. Поскольку у них было очень мало времени, они наняли для этого женщину по имени Мэри. Она обходила местные рынки и однажды принесла ученым заплесневелую дыню, пеницилл из которой дал наибольшую активность по выделению действующего вещества пенициллина. Таким образом, все ключевые продуценты пенициллина на земле являются потомками того пеницилла, который Мэри нашла на одной из дынь на местном рынке в Штатах.
В начале 1940-x годов пенициллин смогли применить для лечения заболеваний, и это открытие сыграет очень большую роль в истории человечества.
Почему борьба с микробами делает их более устойчивыми и как из-за этого усложняется лечение гонореи и других болезней
Вместе с внедрением антибиотиков появляются штаммы, которые абсолютно невосприимчивы к их действию. Так, в 1972 году в широкую практику вошел антибиотик ванкомицин. В 1988, через 16 лет, уже появились энтерококки, которые этот антибиотик не убивал. В 2002 году, спустя 30 лет, появились устойчивые стафилококки.
Если мы взглянем на современную динамику, то это нас еще менее порадует. Очень часто в новостях всплывают сообщения от американских или британских ученых о том, что появилась суперустойчивая бактерия, которую нельзя никак вылечить и которая может захватить всю планету. На самом деле это не означает, что болезнь действительно так широко распространится. Это означает, что нашли еще один микроб, который нельзя вылечить теми антибиотиками, которые имеются сейчас на рынке.
Устойчивость к антибиотику у разных видов микробов распространяется очень быстро. Это их механизм захвата мира. У этой проблемы есть очень далеко идущие последствия. На данный момент наиболее актуальная проблема штаммов в западном мире — проблема госпитальных (внутрибольничных инфекций). В больницах и стационарах микробы постоянно пытаются чем-то задушить. Либо это антисептики, либо антибиотики, которыми обрабатывают всё вокруг. И логично, что там будут выживать те микробы, которые устойчивы ко всем возможным воздействиям.
Больницы — это еще и отличное место для размножения микробов, так как это относительно замкнутая система и там находятся люди с ослабленным иммунитетом. Поэтому у микробов есть отличный выбор хозяев. По статистике, порядка 20-30 % людей, которые проходят лечение в стационарах в США, заболевают внутрибольничной инфекцией.
Процент микробов, устойчивых к различному спектру антибиотиков, с годами увеличивается всё больше. Одно из проявлений антибиорезистентности —усложнение лечения гонореи. В XX веке это заболевание лечилось довольно просто: с помощью пенициллина от нее предлагали избавиться за четыре часа. Но чем больше ее лечили, тем большую устойчивость к антибиотикам приобретали микробы. Сейчас вылечить гонорею стало довольно сложно.
Что будет с антибиотиками в будущем и почему не стоит ими злоупотреблять
Если сейчас количество случаев смертности от инфекций, вызываемых микробами, устойчивыми к антибиотикам, составляет примерно 700 тысяч человек на земле, то в 2050 году, по оценкам ученых, оно возрастет примерно до 10 млн ежегодно. Это больше смертности от рака и диабета вместе взятых. Причем проблема не только в самих смертях, но и в экономике. Ведь есть ещё и огромное количество людей, на лечение которых больницы и клиники государства потратят миллиарды долларов.
Проблема есть, и с ней пытаются работать. Но есть огромное число сложностей, и главное из них — что на данный момент большая часть антибиотиков уже открыта. С 2010 года я не видел ни одной новой статистики не только по открытию, но и по введении в практику новых классов антибиотиков.
Научные исследования требуют достаточно большого финансирования, и фармацевтическим компаниям просто не выгодно заниматься поиском новых антибиотиков. Пока работают те, которые сейчас есть на рынке, зачем заниматься поиском чего-то нового? Сложно, невыгодно, да и незачем. Если в 1990 году в США было 18 компаний, которые занимались этим, то в 2010 году их осталось всего четыре.
Тем не менее ученые работают над поиском новых антибиотиков и стараются что-то сделать. Но не факт, что они найдут эффективные подходы для лечения заболеваний. На наш век антибиотиков точно хватит, но мы не знаем, что будет через 50 лет. Возможно, на Земле никогда не появится инфекция, которая сможет убить всё человечество, а, возможно, это не так.
Но многое зависит от нас: мы должны ответственно подходить к нашим заболеваниям, не использовать антибиотики чрезмерно и советоваться с лечащим врачом.
