На прошлой неделе коллектив китайских ученых опубликовал в журнале статью, в которой подвел итоги многолетних наблюдений и сообщил об открытии гена трансмиссивной устойчивости к колистину. Таким образом, сбылись мрачные прогнозы многих исследователей и мир оказался на пороге появления бактериальных инфекций, для лечения которых даже формально не существует ни одного лекарственного препарата. Как подобное могло произойти, и какие это имеет последствия для нашего общества?
Колистин, относящийся к группе полимиксинов, является «антибиотиком запаса», то есть последним средством, применяющимся при инфекциях бактериями, которые устойчивы ко всем другим агентам. Как и многие другие антибиотики, колистин был открыт еще в 1950-е. Но уже начиная с 1970-х его практически не применяли в медицине; причина проста: это очень плохой антибиотик. Почти в половине случаев он проявляет нефротоксичность (дает осложнения на почки), к тому же к этому времени уже были открыты гораздо более эффективные и удобные карбапенемы и фторхинолоны. Колистин начал применяться для лечения больных только в последние десять лет, когда из-за распространения устойчивости к карбопенемам выбора у медиков почти не осталось.
Тем не менее, в ветеринарии колистин никогда не прекращал использоваться и до последнего времени входил в пятерку антибиотиков, применяющихся на фермах в Европе и других странах. Ученые уже давно обращали на это внимание и призывали полностью запретить применение критического для лечения людей антибиотика в сельском хозяйстве. Особую тревогу вызывала популярность колистина в Юго-Восточной Азии, где реальные масштабы оборота невозможно было отследить, тем более что потребление антибиотиков фермерами никак не регулируется законодательно.
Как работает колистин? Это вещество связывается с липидами на поверхности бактерий, что приводит к разрушению мембраны и последующей гибели клетки. До сих пор все случаи возникновения устойчивости к колистину были связаны с хромосомными мутациями, которые обычно сопровождались снижением жизнеспособности бактерий и, соответственно, не могли закрепиться и распространиться в популяции.
Однако недавно, во время рутинного мониторинга лекарственной устойчивости бактерий, выделяемых из образцов сырого мяса, (исследование проводилось в южном Китае с 2011 по 2014 год), ученые заметили подозрительно сильный рост количества устойчивых изолятов. Так, в 2014 году до 21 процентов исследованных образцов свинины содержали устойчивых к колистину бактерий. Когда биологи стали разбираться с этими штаммами, оказалось, что устойчивость определяется вовсе не хромосомными мутациями, а ранее неизвестным геном .
Сравнение последовательности гена с последовательностями в базе данных позволило предположить, что он кодирует фермент, модифицирующий липиды бактерий так, что они теряют способность связывать антибиотик. Ген находится на плазмиде – отдельной молекуле ДНК, которая может свободно перемещаться между разными штаммами и даже родственными видами бактерий, придавая им дополнительные свойства. Наличие плазмиды никак не влияет на самочувствие бактерий и она стабильна даже при отсутствии колистина в среде.
Вывод авторов неутешителен: осталось совсем немного времени, до того момента как ген распространится по всему миру и у врачей может формально не остаться никаких опций для лечения некоторых инфекций. На самом деле, опций почти что нет уже и сейчас: высокая токсичность колистина делает его применение на практике затруднительным, то же касается и других антибиотиков «последнего резерва». При этом способность контролировать бактериальные инфекции с помощью антибиотиков является краеугольным камнем нашей медицины: без них невозможно себе представить ни химиотерапию рака, ни пересадку органов, ни сложные хирургические операции – все они заканчивались бы тяжелыми осложнениями.
Фотография: Jeremy Brooks / flickr.com