18 ноября начинается Всемирная неделя правильного использования противомикробных препаратов, которые включают и антибиотики. И с ними связана серьезная проблема: из-за широкого использования антибиотиков все больше бактерий перестают на них реагировать. Это чревато тем, что человечество останется без одного из самых эффективных методов борьбы со многими смертельными болезнями. Какие альтернативы предлагают ученые?

До того, как открыли антибиотики, люди массово умирали от инфекций. Многие болезни и медицинские процедуры, которые сегодня считаются безобидными, унесли миллионы человеческих жизней. Однако с приходом антибиотиков все изменилось. В результате средство стали применять повсеместно. Сегодня антибиотики добавляют в корма для животных, используют для выращивания растений, ну и, конечно, для лечения болезней. Некоторые и вовсе воспринимают их как простые таблетки, которые можно купить по рекомендации друга, чтобы вылечиться от легкой простуды. Такое отношение к лекарству привело к тому, что антибиотики стали терять эффективность: многие бактерии, которые раньше умирали после контакта с лечебной плесенью (именно из плесени добывали первые антибиотики), теперь вовсе на нее не реагируют.

Ситуацию осложняет еще и то, что фармацевтические компании не хотят заниматься разработкой новых видов антибиотиков, так как это экономически невыгодно: стоимость разработки антибиотика составляет около $1,5 млрд, а выручка от продажи — около $46 млн в год. Это не оправдывает количества времени, денег и усилий, необходимых для создания лекарства. В результате складывается патовая ситуация: бактерии с невероятной скоростью приобретают иммунитет к существующим препаратам, а новые лекарства не появляются.

Насколько все серьезно?

ВОЗ отмечает, что устойчивость к антибиотикам — одна из самых главных угроз общественному здравоохранению и глобальному развитию. Организация обнародовала глобальный список устойчивых к антибиотикам бактерий: анализ показал, что 60% патогенов больше не реагирует на широко используемые препараты. По оценкам специалистов, в 2019 году 1,27 млн человек по всему миру умерло из-за бактериальных инфекций, против которых антибиотики оказались бесполезны. Это значительно больше, чем от ВИЧ, СПИДа и малярии.

Ситуация постоянно ухудшается, появляются все новые исследования, которые демонстрируют несостоятельность существующего метода борьбы с патогенами. Например, в 2023 году эксперты из Университета Сиднея проверили 6 648 детских антибиотиков из 86 стран. Эти препараты были рекомендованы ВОЗ для лечения распространенных и потенциально опасных для жизни детских инфекций, таких как пневмония, сепсис и менингит. Оказалось, что их эффективность снизилась более, чем на 50%. Эксперты отмечают, что именно дети могут пострадать от сложившейся ситуации сильнее всего, так как немногочисленные аналоги, находящиеся в разработке, тестируются на взрослых и не всегда оказывают тот же клинический эффект на малышей.

Кроме того, даже если сократить использование антибиотиков, эволюция генов, которые помогают бактериям бороться с лекарствами, не прекратится. Так, в 2017 году китайское правительство запретило использовать колистин (один из самых сильных антибиотиков) в качестве стимулятора роста в кормах для животных. В результате потребление лекарства сократилось на 90%, и ученые надеялись на соответствующие результаты. Однако крупномасштабные исследования, которые проводились по всему Китаю, показали сниженные по сравнению с ожидаемыми показатели. В результате ученые пришли к выводу, что сократить потребление антибиотиков не решение проблемы. Необходимо работать над принципиально новыми подходами к борьбе с опасными бактериями.
Какие альтернативы антибиотикам существуют?

Сегодня по всему миру идет активная работа над созданием альтернативных лекарственных препаратов со схожим с антибиотиками действием. Вот некоторые, самые перспективные.

Фаготерапия

В основе этого метода лежит идея о том, что бактерии сами могут "заболеть", если заразятся подходящим вирусом. Эту слабость можно использовать для борьбы с бактериальными инфекциями. Элементы, которые способны заражать бактерии, называются бактериофагами: их особенность заключается в том, что они атакуют исключительно вредоносные патогены и абсолютно безопасны для животных, растений и людей. Таким образом, их можно назвать естественными врагами бактерий.

Работает это примерно так: сначала вирус связывается с ДНК восприимчивой к нему бактерии и вводит в нее собственный генетический материал, который захватывает носителя. После этого бактерия начинает постоянно воспроизводить новые бактериофаги до тех пор, пока не лизирует или, простыми словами, не взрывается. При этом не стоит опасаться, что бактериофаги навредят организму: они могут расти и размножаться только внутри подходящих патогенов. Таким образом, как только болезнетворные агенты будут уничтожены, вирусы перестанут "работать" и впадут в состояние покоя до тех пор, пока подходящая для развития среда не появится снова (пока человек вновь не заболеет).

Несомненно, это отличная замена антибиотиков, однако у нее есть один существенный недостаток: каждый тип бактериофагов может атаковать только один вид бактерий, поэтому врач должен точно знать, какие патогены вызвали болезнь, чтобы подобрать верное лекарство. Трудоемкий процесс занимает много времени, поэтому состояние пациента может стать хуже за время диагностики.

Сегодня фаготерапия применяется достаточно редко: ее назначают только в исключительных экстренных случаях. Однако этот метод активно разрабатывается: ученые по всему миру охотятся за новыми бактериофагами, чтобы создать базу опасных для бактерий агентов. И успешные случаи лечения уже есть. В 2015 году калифорнийский психолог Том Паттерсон во время отпуска в Египте заразился устойчивой к антибиотикам бактерией Acinetobacter baumannii. Состояние мужчины было критическим, и он впал в кому. После этого врачи приняли решение вколоть ему "коктейль" из четырех бактериофагов, и результат не заставил себя ждать: Паттерсон очнулся спустя три дня и быстро поправился. После врачам удалось спасти еще пять безнадежных пациентов тем же способом.

Лизин

Это вещество также может стать ключом к решению проблемы антибиотикорезистентности. Лизин — это особый фермент, который вырабатывают бактериофаги, чтобы проникнуть сквозь клеточные стенки бактерий. Именно они в конечном итоге и уничтожают патогены, а точнее — разрушают их целостность.  

Другими словами, полноценные бактериофаги можно заменить лизином, то есть воспользоваться более прямым подходом в лечении. Кроме того, лизин очень эффективен: микрограмма достаточно, чтобы уничтожить миллионы бактерий за несколько секунд. Это доказывают и клинические испытания: вещество, которое получили ученые из Рокфеллеровского университета в Нью-Йорке, не только оказалось абсолютно безопасно для людей, но и работает на 40% быстрее, чем антибиотики. На сегодняшний день лекарство находится на второй фазе клинических испытаний на людях из четырех и более всех приблизилось к тому, чтобы стать одобренной и лицензированной альтернативой антибиотикам.

"Умные" антибиотики  

Этот подход основан на защитном механизме бактерий CRISPR-Cas9. С его помощью они захватывают крошечные кусочки ДНК от атакующих вирусов и создают генетический материал под названием CRISPR.

CRISPR позволяет бактериям "запомнить" вирус и в будущем с помощью связанных белков cas-9 "разрезать" ДНК выученных врагов, уничтожая их.

Сегодня эту особенность широко применяют в генной инженерии для "редактирования" цепочек ДНК. В перспективе же CRISPR-Cas9 можно использовать для разработки антибиотиков, запрограммированных убивать и атаковать только болезнетворные бактерии. Некоторые эксперты и вовсе верят, что это поможет модифицировать микрофлору кишечника таким образом, чтобы она самостоятельно боролась с опасными патогенами еще до того, как у человека появляются симптомы болезни и воспаление.
Важность вакцинации и профилактики

Конечно, вышеперечисленные методы будоражат воображение, однако большинство из них все еще далеки от полноценной реализации, а держать ситуацию под контролем нужно уже сейчас. И сделать это достаточно просто: достаточно не болеть, а точнее — не доводить организм до состояния, в котором ему потребуются антибиотики.

Именно поэтому так важно вакцинироваться и ставить все необходимые прививки. По оценкам экспертов, этот метод борьбы с резистентностью бактерий обладает высоким клиническим потенциалом и относительно прост в применении. Кроме того, вакцины — один из самых разработанных методов преодоления резистентности на сегодняшний день. Например, в 2015 году в Великобритании начали применять мультикомпонентную вакцину "Бексеро" (Bexsero) против бактерии Neisseria meningitidis, которая вызывает менингит у детей. Это очень опасный патоген: ученые отмечают, что смертность от менингококковой инфекции, спровоцированной этими агентами, составляет 10% даже при соответствующем лечении. Ситуацию осложняет еще и то, что в последнее время появляется все больше резистентных штаммов, которые не реагируют на существующие лекарства и терапию и представляют реальную угрозу для жизни ребенка. Новая вакцина же оказалась эффективна против 73–88% штаммов менингококков группы В.

Еще один плюс прививок — устойчивость к ним встречается крайне редко. Это объясняется тем, что вакцины вводятся для профилактики, а антибиотики — после того, как симптомы начали проявляться. Другими словами, к тому моменту, как человек начнет принимать условный пенициллин, есть вероятность, что в организме уже сформируются миллионы копий патогена, что повышает вероятность возникновений мутаций и резистентности.

Таким образом, осознанный подход к заботе о своем здоровье — первый шаг к преодолению кризиса. Необходимо регулярно посещать медосмотры, соблюдать все профилактические меры и, конечно, принимать антибиотики только по предписанию врача.

https://nauka.tass.ru/nauka/19304403