Що з нами буде, якщо антибіотики перестануть працювати
СВІТ ДО ВИНАХОДИ АНТИБІОТИКІВ БУВ НАБАГАТО НЕБЕЗПЕЧНІШЕ. Будь-яка інфекція могла призвести до летального результату, а про складні хірургічні операції не можна було і мріяти. Вчені все частіше говорять про те, що настає "постантібіотіческій століття", коли найпоширеніші антибіотики перестають працювати. Бактерії еволюціонують і стають несприйнятливі до антибіотиків. Розповідаємо, як це сталося і що буде з людством далі.
минуле
Наші організми і світ навколо населяють бактерії. Більшість з них нешкідливі або корисні, але деякі, патогенні, викликають інфекції. До винаходу антибіотиків людський організм міг боротися з інфекцією тільки власними силами, за допомогою імунної системи. Через це ще на початку XX століття життя було набагато важче: наприклад, вмирали троє з десяти чоловік, заражених пневмонією, а після пологів не виживали п'ять жінок з тисячі. Туберкульоз, коклюш, гонорея та інші захворювання, викликані агресивними бактеріями, найчастіше призводили до смерті. Нехай це траплялося рідко, але можна було померти, просто порізав об папір.
Все змінилося з відкриттям пеніцилінів - антимікробних препаратів, здатних перемагати певні бактерії. Грибок бензилпенициллин виявив в 1928 році Олександр Флемінг. Це сталося майже випадково: він залишив на ніч у лабораторії з відкритим вікном чашку Петрі зі стафілококом і на ранок виявив, що в ній виріс грибок. Знадобилося більше десяти років, щоб зробити з речовини лікарський препарат: над ним експериментував сам Флемінг, а також вчені Говард В. Флорі і Ернст Чейн. Препарат пеніцилін, створений Флорі і Чейном, став першим антибіотиком.
"Антибіотик" в прямому сенсі означає "проти життя" - в даному випадку проти мікроорганізмів. Різновидів антибіотиків багато: антибактеріальні, антивірусні, антигрибкові та антіпаразітіческіе. Деякі діють проти багатьох видів організмів, деякі тільки проти кількох. Найпоширеніші антибіотики - антибактеріальні. Вони або припиняють розмноження бактерій, щоб імунна система сама перемогла залишилися, або знищує їх безпосередньо.
Те, що в кінці кінців бактерії можуть стати стійкими до антибіотиків, знали вже тоді. Флемінг розумів, що еволюція неминуча і що бактерії будуть розвиватися: чим більше ми будемо використовувати пеніцилін, тим швидше це відбудеться. Він боявся, що нерозумне використання прискорить цей процес. Перші бактерії стафілокока, стійкі до пеніциліну, з'явилися в 1940 році, ще до того, як препарат запустили в масове виробництво. У 1945 році Флемінг сказав: "Необачний людина, що грає з лікуванням пеніциліном, морально відповідальний за смерть людини, яка загинула від інфекції, стійкої до пеніциліну. Сподіваюся, цього лиха можна уникнути".
Промені сонця і ультрафіолетові лампи використовували на початку XX століття. Ультрафіолетове випромінювання вбиває клітини, а тому лікарі залишали пацієнта на сонці або під ультрафіолетовою лампою в надії, що бактерії теж вб'є.
Бактеріофаги - віруси, що атакують бактерії, були особливо популярні в Східній Європі. Як і антибіотики, вони приймаються всередину або наносяться на шкіру. Після Другої світової війни вчені Східного блоку активно досліджували бактеріофаги, тому що не могли імпортувати ліки з США і Західної Європи.
Метод лікування сироваткою винайшли в кінці XIX століття, за нього отримав Нобелівську премію Еміль Берінг. Сироватка складається з антитіл, білків, які знаходять і атакують вторглися клітини. Щоб добути сироватку, лікарі імплантували людям антитіла з крові коней та інших тварин, заражених бактеріями.
справжнє
Сьогодні стійкість бактерій до антибіотиків, про яку попереджав Флемінг, - це одна з головних проблем в медицині і в світі. З винаходом пеніциліну людство вступило в гонку: ми намагаємося обігнати еволюцію, відкриваючи все нові антибіотики, поки бактерії пристосовуються до старих. Антибіотик тетрациклін з'явився в 1950 році, перші бактерії зі стійкістю до нього - в 1959-му. Метицилін - в 1960 році, стійкі до нього бактерії - в 1962-му. Ванкоміцин - в 1972 році, а стійкі бактерії - в 1988-му. Даптоміцином з'явився в 2003-му, перші ознаки стійкості до нього - вже в 2004-му, і так далі. Справа в тому, що бактерії розмножуються і розвиваються дуже швидко. Нове покоління бактерій з'являється кожні 20 хвилин, тому мікроорганізми так швидко еволюціонують і адаптуються під зовнішні загрози. Більш того, чим частіше ми використовуємо той чи інший антибіотик, тим більше шансів ми даємо бактеріям розвинути до них стійкість.
Про стійкість до антибіотиків говорять давно. Cерьyoзная паніка охопила наукове співтовариство десять років тому з поширенням стафілокока, резистентного до метициліну. Перші такі бактерії з'явилися в 60-і роки, але тоді їх було лише мала частка. поступово MRSA (Так називають цю бактерію, Methicillin-resistant Staphylococcus aureus) стали поширюватися. У 1974 році 2% заражених стафілококом в США були резистентні до метициліну, в 1995-му - 22%, в 2007-му - вже 63%. Зараз щороку в Америці 19 тисяч осіб помирають від MRSA.
Тепер стійкість до антибіотиків починає приймати воістину апокаліптичних масштабів. Ми використовуємо їх все так само багато - і майже перестали відкривати нові. Розробка нового антибіотика коштує близько 1 мільйона доларів, і фармацевтичні компанії перестали цим займатися - невигідно. Нових типів антибіотиків не з'являється, ми використовуємо старі, і стійкість до них зростає. Більш того, стали з'являтися так звані панрезістентним мікроорганізми, стійкі до декількох типів антибіотиків, а іноді і до всіх.
У 2009 році один з пацієнтів в лікарні Святого Вінсента в Нью-Йорку заразився після операції інфекцією, викликаної бактерією Klebsiella pneumoniae. Бактерія була стійка до всіх антибіотиків. Він помер через 14 днів після зараження. Британський уряд запустило проект по прогнозуванню стійкості до антибіотиків: вчені вважають, що якщо ситуація буде розвиватися так само, як і сьогодні, то до 2050 року 10 мільйонів чоловік в рік будуть вмирати через стійких бактерій.
Найсумніше, що людство винне в цьому саме. Ми зверталися з антибіотиками вкрай неакуратно. Більшість людей не розуміють, як працює стійкість до антибіотиків і як вони повинні бути використані. Ми постійно лікуємося ними, коли це зовсім не потрібно. Чимало країн, де антибіотики досі можна купити в аптеці без рецепта. Навіть в Росії, де офіційно їх продають лише за рецептом, можна вільно купити багато з 30 видів антибіотиків, доступних на ринку. У США 50% антибіотиків в лікарнях прописують без необхідності. 45% лікарів у Великій Британії прописують антибіотики, навіть коли знають, що ті не спрацюють. І нарешті, тварини: 80% антибіотиків, що продаються в США, використовують не на людях, а на тварин, щоб прискорити їх зростання, зробити їх товщі і захистити від хвороб. В результаті бактерії зі стійкістю до цих антибіотиків поширюються на людей через м'ясо тварин.
Одна з останніх новин про стійкість до антибіотиків якраз пов'язана з препаратами, використовуваними на тварин і рослини. У Китаї виявили бактерії зі стійкістю до групи поліміксинів, а конкретно - до антибіотика колістин. У лікуванні колістин використовують як препарат "останнього шансу", тобто їм лікують пацієнта, коли ніякі інші препарати вже не діють. Але стійкість в Китаї була виявлена при інших обставинах: вони використовували колістин на свинях.
Будь-яка складна хірургічна операція не обходиться без антибіотиків. Особливо вони потрібні при пересадці органів: легенів, серця, нирок і печінки. Щоб тіло не відкинуло пересаджений орган, пацієнти приймають антибіотики, які тимчасово обмежують імунітет.
Фермери використовують антибіотики на рослинах і тваринах. Тварин вони роблять товщі і змушують їх рости швидше. В Азії антибіотики регулярно використовують для вирощування риби та креветок, щоб захистити їх від бактерій, які поширюються в воді.
Антибіотики все ще грають ключову роль при лікуванні інфекцій: від зараження крові до сепсису, пневмонії, в стоматології і так далі.
майбутнє
Як же виглядає майбутнє без антибіотиків? Що ми втратимо? Можете скласти все, що є в цьому тексті вище: ми не зможемо лікувати інфекційні захворювання. Пологи знову стануть небезпечними. Ми не зможемо пересаджувати органи. Ми не зможемо лікувати рак: сучасні методи лікування раку на кшталт хіміотерапії сильно покладаються на антибіотики, щоб стримувати імунітет людини. Будь-яка травма стане небезпечною, потенційно фатальною - неважливо, чи потрапили ви в автокатастрофу або просто впали зі сходів. Вам доведеться жити набагато обережніше і стежити за кожним своїм кроком. Ми втратимо велику частину дешевої їжі в світі: м'ясо, риба, фрукти стануть набагато складніше у виробництві і, як наслідок, дорожче.
Але деякі вчені вважають, що у нас є надія. Стійкість до антибіотиків у бактерій не проходить безслідно. У них з'являються додаткові гени, які стоять їм переваги над іншими - нерезістентний - бактеріями того ж виду. Якщо ми не будемо атакувати їх антибіотиком, то бактерії без стійкості будуть розмножуватися швидше, і бактерії зі стійкістю вимруть. Якщо чергувати антибіотики, то вони будуть працювати ефективніше. Скажімо, ми використовуємо кілька років один тип антибіотиків, а потім, коли у бактерій з'являється до них стійкість, перемикається на інший.
Інші, втім, упевнені, що надії немає. Ми вже програли у війні проти стійкості - і майбутнє без антибіотиків неминуче. Ми можемо тільки сповільнити його прихід, щоб знайти альтернативи антибіотиків у всіх сферах. Для цього потрібно уповільнити поширення стійкості до антибіотиків. По-перше, вести обмеження на використання антибіотиків в сільському господарстві. Перш за все це стосується США: у багатьох країнах такі обмеження вже діють (скажімо, в Голландії, Данії і Норвегії заборони на використання антибіотиків дуже жорсткі), в Америці ж бояться посилювати контроль. По-друге, потрібно створити умови, при яких фармацевтичні компанії знову займуться дослідженням нових антибіотиків. Наприклад, зробити так, щоб патенти на препарати зберігалися довше, або послабити вимоги для клінічних досліджень.
Так чи інакше, все це лише відтягне неминуче, але людство готове розвиватися. Всього сто років тому ми жили без пеніциліну та антибіотиків - і відкрили їх. Тепер вчені шукають найнеймовірніші альтернативи антибіотиків від використання хижих мікробів до мікроскопічних доз металів, про які давно відомо, що вони відмінно справляються з мікроорганізмами. Можливо, до 2050 року з'явиться щось, що повністю скасує необхідність в антибіотиках.
технологія CRISPR може бути використана проти бактерій: вчені звертають захисну систему самих бактерій проти них самих і змушують їх самознищуватися.
Хижі бактерії. Деякі бактерії можуть допомогти впоратися з інфекцією, тому що вони харчуються іншими бактеріями. Один з таких видів, Bdellovibrio bacteriovorus, знаходиться в грунті. Організми цього виду прикріплюються до інших бактерій і розмножуються з їх допомогою, знищуючи жертву.
Антимікробні пептиди. Багато організмів - від рослин і тварин до грибків - виробляють пептиди, молекули, які знищують бактерії. Пептиди амфібій і рептилій, оскільки вони дуже добре захищаються від інфекцій, можуть допомогти створити нові лікарські препарати.
матеріал був вперше опублікований на сайті Look At Me
фотографії:Winai Tepsuttinun - stock.adobe.com, Sherry Young -stock.adobe.com, artem_goncharov - stock.adobe.com, Olha Rohulya - stock.adobe.com