Резистентність мікроорганізмів і антибактеріальна терапія, сидоренко з

Примітка:
Кан - канаміцин, Нео - неоміцин, Мон - мономицин, Стор - стрептоміцин, Ген - гентаміцин, Тоб - тобраміцин, нТл - нетилмицин, Сиз - сизомицин, АМК - амікацин, Изп - ізепаміцін.

Світова наукова спільнота усвідомила безперспективність пасивного ставлення до процесів виникнення і поширення резистентності, оскільки воно неминуче призводить до програшу людини в боротьбі з мікроорганізмами на популяційному рівні. Подібно до того як в переважній більшості областей внутрішньої медицини пріоритет віддається виявлення і корекції ранніх стадій патологічних процесів у окремих пацієнтів, так і по відношенню до всієї популяції людини необхідно виявляти ранні стадії поширення резистентних мікроорганізмів і вживати адекватні заходи. При цьому мова йде не стільки про пропаганду і якнайшвидшому впровадженні в практику нових АБП, до чого мимоволі підштовхує фармацевтична індустрія, скільки про ранньому виявленні несприятливих тенденцій і розробці заходів, спрямованих на "продовження життя" відомих препаратів. Роботи в цьому напрямку знаходяться в центрі уваги ряду міжнародних і національних організацій (Всесвітньої Організації Охорони здоров'я, Міжнародного та Європейського товариств хіміотерапії, Альянсу за розумне використання антибіотиків і ін.), Проте в Укаїни рівень усвідомлення проблем антибіотикорезистентності все ще можна відносити до рудиментарних.
Цілком природно, що для професіоналів в більшості областей медицини сьогодні вже недостатньо банального загального уявлення про можливості формування у мікроорганізмів стійкості до АБП. Необхідно володіння інформацією про тих мікроорганізмах і АБП, для яких найбільш характерно формування стійкості, а також про основні закономірності та механізми цього процесу.

Поняття і механізми резистентності до АБП

Основною відмінністю, хоча і не принциповим, АБП від антисептиків є наявність механізму дії, спрямованого на придушення більш-менш специфічного для мікроорганізмів (прокаріотів) метаболічного процесу. Пригнічення відбувається в результаті зв'язування АБП з якоїсь мішенню, в якості якої може виступати або фермент, або структурна молекула мікроорганізму. Завдяки цьому АБП пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів в концентраціях, що не завдають шкоди еукаріотичних клітин організму господаря.
Таблиця 2. Можливі варіанти перехресної резистентності між хінолонами

Примітка: S - чутливість, R - резистентність.

Резистентність мікроорганізмів до АБП може бути природного і придбаної. Основне значення має набута резистентність, оскільки природна резистентність є постійним видовою ознакою і легко прогнозована.
Основна увага в даній роботі буде приділено проблемам придбаної стійкості мікроорганізмів до АБП, що застосовуються для лікування відповідних інфекцій. Все різноманіття механізмів стійкості до АБП можна об'єднати в кілька груп.
1. Модифікація чутливої ​​мішені. Структура будь-якого компонента живої клітини схильна до мінливості в результаті природних мутацій в кодують його генах, що є фундаментальною основою еволюційного процесу. Частина таких мутацій не впливає на функції (німі), інші призводять до втрати функціональної активності (летальні), але деякі виявляються в зниженні (або втрати) здатності до зв'язування з АБП при збереженні функціональної активності.
2. Інактивація АБП. Існують дві основні теорії походження антибіотиків як біологічно активних речовин. Згідно з однією з них АБП спочатку виконували функцію ефекторних молекул в конкурентній боротьбі мікроорганізмів за живильний субстрат. За іншою - на ранніх етапах еволюції антибіотики виконували регуляторні функції, які потім були повністю або частково втрачені. Однак обидві теорії припускають, що одночасно з появою антибіотиків повинні були з'явитися і механізми їх інактивації. Якщо мікроорганізм продукує антибіотик для конкурентної боротьби, то повинен бути механізм захисту продуцента від дії власного антибіотика, після виконання своєї функції инактивироваться повинна і кожна регуляторна молекула. З практичної точки зору важливим є те, що механізми інактивації антибіотиків існували задовго до початку їх використання людиною в суто утилітарних цілях.
На відміну від антибіотиків (речовин природного походження) хіміотерапевтичні препарати мікробної клітиною, як правило, не інактивуються.
3. Активне виведення АБП з мікробної клітини (Еффлюкс). Цей механізм щодо тетрациклінових антибіотиків був відомий досить давно, проте останнім часом інтенсивно накопичуються дані про роль цього механізму в стійкості мікроорганізмів до АБП інших груп. У мікроорганізмів виявлені складні транспортні системи білкової природи, які здійснюють виведення з внутрішнього середовища мікробної клітини цілих класів хімічних речовин, первинна функція цих транспортних систем (як і їх специфічність) повністю не ясна.
4. Порушення проникності зовнішніх структур мікробної клітини. Практично всі мішені дії антибіотиків локалізовані або в цитоплазматичної мембрані мікробної клітини, або в більш глибоких цитоплазматических структурах. Для того, щоб досягти чутливої ​​мішені, АБП повинен подолати зовнішні структури мікробної клітини. Основною перешкодою для АБП є ліпополісахаридний шар грамнегативнихмікроорганізмів, пасивно дифундувати через який в силу своєї гідрофільності молекули більшості АБП не здатні. Транспорт АБП всередину мікробної клітини здійснюється через поріновие канали білкової природи, які є природним шляхом для надходження поживних речовин всередину мікроорганізму і виведення продуктів метаболізму. Структура порінових каналів схильна до природної мінливості, і в деяких ситуаціях вони стають менш проникними для великих молекул. Описаний механізм резистентності не специфічний і, як правило, зачіпає АБП різних класів.
Оскільки кожному з відомих механізмів резистентності відповідає один або кілька генів, то для практики вкрай важливо знати їх локалізацію (на бактеріальної хромосомі або на рухомих генетичних елементах - плазмидах).
У тому випадку, коли генетичні детермінанти резистентності локалізовані на плазміди, можливо їх швидке внутрішньовидової і міжвидові поширення. Оскільки в багатьох випадках обмін генетичною інформацією між мікроорганізмами відбувається досить інтенсивно, боротися з таким поширенням стійкості вкрай важко, якщо взагалі можливо. Для широкого розповсюдження стійкості досить навіть незначного селективного пресингу АБП. Якщо ж детермінанти резистентності локалізовані на хромосомі, то поширення резистентності відбувається переважно за клональний типу. на тлі потужного селективного пресингу АБП. За відсутності селективного пресингу резистентні клони, як правило, бувають витіснені чутливими. При клональний типі поширення стійкості значно легше виявити джерело резистентних штамів, конкретні механізми їх передачі і, відповідно, спланувати і здійснити протиепідемічні заходи.

Механізми стійкості до окремих груп АБП

Механізми стійкості до аміноглікозидних антибіотиків

Найбільш детально питання резистентності до аміноглікозидних антибіотиків розглянуті в оглядах [2, 3].
Основним механізмом стійкості до аміноглікозидних антибіотиків є їх ферментативна інактивація шляхом модифікації. Модифіковані молекули аміноглікозиднихантибіотиків втрачають здатність зв'язуватися з рибосомами і пригнічувати біосинтез білка. Описано три групи аміноглікозідмодіфіцірующіх ферментів (АМФ), які здійснюють інактивацію аміноглікозиднихантибіотиків шляхом їх зв'язування з різними молекулами: ацетилтрансферази (ААС - приєднують молекулу оцтової кислоти), фосфортрансферази (Арн - приєднують молекулу фосфорної кислоти), нуклеотіділ- або аденілілтрансферази (ANT - приєднують молекулу нуклеотиду аденіну).
Попередниками клінічно значущих АМФ є або ферменти бактерій, які здійснюють нормальний клітинний метаболізм (біохімічні реакції ацетилювання, фосфорилювання і аденілірованія часто зустрічаються в різних метаболічних шляхах), або захищають мікроорганізм-продуцент від власного антибіотика. Гени, що кодують ферменти-попередники АМФ спочатку, швидше за все, локалізувалися на хромосомах деяких генів, що кодують АМФ, виявляють в складі бактеріальних хромосом і в даний час. Однак переважна більшість генів клінічно значущих ферментів асоційоване з рухомими генетичними елементами (транспозонами) і локалізовано на плазмидах. Саме плазмидной локалізацією і асоціацією з транспозонами пояснюється широке і швидке розповсюдження аміноглікозідрезістентності. Останнім часом різко зростає кількість штамів мікроорганізмів, що володіють одночасно декількома детермінантами резистентності до аміноглікозидів.
Практично найбільш значущою характеристикою АМФ є їх субстратної профіль - перелік антибіотиків, які даний фермент здатний інактивувати.
Номенклатура аміноглікозідмодіфіцірующіх ферментів будується на вказівці типу ферментативної активності (відповідно до абревіатурами, наведеними вище), позиції в молекулі антибіотика, в якій відбувається модифікація (позначена арабською цифрою в дужках), характеристиці субстратного профілю (кожен відомий профіль позначений римськими цифрами), буквами латинського алфавіту позначаються функціонально ідентичні, але біохімічно різні білки. Характеристика субстратного профілю деяких найбільш поширених АМФ приведена в табл. 1 (загальна кількість відомих АМФ без урахування ферментів з однаковим субстратним профілем перевершує 30). Кількість АМФ, поширених серед грампозитивнихмікроорганізмів, істотно менше, ніж середграмнегативних. Для окремих видів грамнегативних мікроорганізмів також характерно переважне поширення тих чи інших ферментів.
Прийнято вважати, що поширення АМФ серед клінічно значущих мікроорганізмів безпосереднім чином пов'язано з практикою застосування аміноглікозиднихантибіотиків [3]. Високу частоту поширення стійкості до аміноглікозидів в Укаїни, без сумніву, можна пов'язати з широким і недостатньо обґрунтованим застосуванням цих антибіотиків (перш за все гентаміцину) в клінічній медицині. Так, частота стійкості до гентаміцину серед грамнегативнихмікроорганізмів, що виділяються як у відділеннях загального профілю, так і, особливо, у відділеннях інтенсивної терапії реанімації в Україні істотно вище, ніж в більшості країн Західної Європи та Північної Америки [4, 5].
Оскільки АМФ здатні інактивувати відразу кілька препаратів, то для аміноглікозидів характерна наявність перехресної резистентності між окремими препаратами цього класу. З практичної точки зору важливим є те, що, оцінивши рівень чутливості грамнегативною мікроорганізму до одного аміноглікозиди, передбачити наявність чутливості або стійкості до інших неможливо. Ситуація ускладнюється і тим, що, як уже було зазначено, серед мікроорганізмів досить часто зустрічаються штами, які продукують відразу ж кілька ферментів. Отже, при плануванні раціонального застосування аміноглікозидів необхідно чітко уявляти ситуацію з поширенням стійкості в кожному конкретному стаціонарі або відділенні. Причому найбільш доцільно періодично оцінювати чутливість мікрофлори до максимально широкого кола аміноглікозидів, з тим щоб мати можливість розташувати препарати за ступенем їх потенційної активності.
Власний досвід вивчення стійкості грамнегативних мікроорганізмів до аміноглікозидів в стаціонарах Москви свідчить, що між гентаміцином і тобраміцином спостерігається практично повна перехресна резистентність. Значна частина штамів, стійких до цих антибіотиків, зберігає чутливість до нетилміцину. Стійкість до амікацину характерна для збудників госпітальних інфекцій тільки в деяких стаціонарах. Такі фенотипічні характеристики відповідають поширенню в Московському регіоні ферментів ANT (2 "), ААС (3 '), APH (3') - VI і AAC (6 ') - I [6]. Для оцінки ситуації в інших регіонах необхідні відповідні дослідження.
Інтерпретація результатів оцінки чутливості стафілококів до аміноглікозидів і планування терапії пов'язані з особливістю дії біфункціонального ферменту ААС (6 ') - APH (2' '), здатного інактивувати всі сучасні препарати. Однак існуючі методи вивчення антібіотікочувствітельності не завжди виявляють інактивацію тобрамицина, нетилміцину та амікацину. Проте, за сучасними уявленнями, детекция стійкості стафілококів до гентаміцину є маркером стійкості до інших аміноглікозидів незалежно від конкретного результату, отриманого in vitro диско-дифузійним або іншим методом [7].
Під час обговорення проблеми стійкості до аміноглікозидів ентерококів, перш за все необхідно мати на увазі, що Ентерококи мають природно низьким рівнем чутливості до цих антибіотиків (так МПК гентаміцину щодо "дикої" популяції коливається в межах 10 - 500 мкг / мл, що позбавляє цей антибіотик, як і інші аміноглікозиди, самостійного клінічного значення при ентерококових інфекціях). Аміноглікозиди (стрептоміцин або гентаміцин) застосовують для лікування тільки генералізованих ентерококових інфекцій або ендокардиту і тільки в поєднанні з b- лактамами (ампіциліном). Достовірний синергізм і виражена бактерицидна активність такої комбінації, ймовірно, пов'язані з різким підвищенням здатності аміноглікозидів до пасивної дифузії всередину бактеріальної клітини на тлі порушення проникності її зовнішніх структур під дією b- лактамов.
У тому випадку, коли ентерококи продукують АМФ, синергізм та бактерицидний ефект комбінації не проявляється, тому що проник всередину бактеріальної клітини антибіотик інактивується. Цей феномен отримав назву "високий рівень резистентності до аміноглікозидів". Оскільки гентаміцин і стрептоміцин инактивируются різними АМФ (див. Табл. 1). перехресну резистентність до цих антибіотиків спостерігають тільки у ентерококів, що володіють одночасно двома ферментами або більше. Таким чином, на практиці можливі варіанти ізольованою стійкості (високого рівня) до гентаміцину або стрептоміцину і асоційованої стійкості до обох антибіотиків. Отже, при плануванні терапії необхідно проводити скринінг на наявність високого рівня стійкості як до гентаміцину, так і до стрептоміцину. При виявленні стійкості до обох аминогликозидам засобом вибору для лікування генералізованих ентерококових інфекцій повинні бути глікопептиди.
Крім ферментативної інактивації причиною стійкості до аміноглікозидів може бути модифікація мішені (ділянок зв'язування 30S субодиниці рибосоми) і зниження проникності зовнішніх структур мікробної клітини.
В цілому слід визнати, що частота поширення резистентності до аміноглікозидів збудників госпітальних інфекцій досягла такого рівня, при якому доцільність емпіричного застосування цих антибіотиків без попередньої оцінки чутливості збудника сумнівна.

Механізми стійкості до нефторірованним і фторованим хинолонам

Механізми стійкості до макролідних, лінкозамідним і стрептограміновим антибіотиків (МЛС група)

В даний час клініка внутрішніх хвороб характеризується великою різноманітністю їх пат.