Апокалипсис микробов

Когда в медицину пришли антибиотики, казалось, что многие болезни отступили навсегда. Но вскоре выяснилось, что бактерии быстро вырабатывают устойчивость (антибиотикорезистентность) к этим препаратам. Дальнейшее стало напоминать гонку вооружений: ученые разрабатывали все новые антибиотики, а микроорганизмы рано или поздно приспосабливались.

О том, что мы стоим на пороге эпохи, когда антибиотики утратят свою значимую роль в терапии, Всемирная организация здравоохранения заявила еще в 2005 году. В 2014 году на заседании в ВОЗ проблему антибиотикорезистентности бактерий обсуждали уже не только врачи, но и руководители США и Великобритании. Вскоре были выявлены «супербактерии», показавшие устойчивость к множеству лекарств, включая колистин – так называемый «антибиотик последнего ряда», который врачи назначают, когда другие средства не помогли.

А два года спустя был зарегистрирован первый официально зарегистрированный случай гибели пациента от «супербактерии», с которой не смог справится ни один антибиотик. Это была пенсионерка, получившая травму во время поездки в Индию, в рану попала инфекция, и, хотя ее оперативно доставили в США, врачи оказались бессильны. Сейчас же, по мнению ряда экспертов, жертв таких устойчивых бактерий по всему миру уже многие тысячи.

Распространено мнение, что причиной появления устойчивых к лекарствам бактерий стало повальное самолечение антибиотиками. Но на самом деле, этот фактор не самый главный. «Гораздо большее влияние оказывает животноводство. На крупных фермах и птицефабриках антибиотики применяют очень широко, часть их вместе со смывами попадает в водоемы. И там штаммы разных микроорганизмов обмениваются генами устойчивости к тем или иным видам антибиотиков, это закрепляется в их ДНК. Другие подобные бактерии возникают прямо на фермах и распространяются оттуда вместе с навозом, который используют как удобрение на полях. А дальше это свойство начинает передаваться другим микробам, потому что многие бактерии обладают способностью поглощать чужую плазмидную ДНК, в том числе от других видов микроорганизмов», — рассказала «Континенту Сибирь» заведующая лабораторией молекулярной микробиологии Института химической биологии и фундаментальной медицины (ИХБФМ) СО РАН, д.б.н. Нина Тикунова.

Таким свойством обладает, например, клебсиелла пневмонии, которая и получила статус «супербактерии» в 2016 году. И не она одна, все чаще встречаются бактерии стафилококка или синегнойной палочки, которым не страшны большинство применяемых врачами антибиотиков. В результате, вызываемые ими инфекции, с которыми, казалось бы, медицина успешно умеет справляться, становятся гибельными для пациентов. А ведь в сторону устойчивости к антибиотикам эволюционируют и более грозные патогены, например, холерный вибрион. Все это и позволяет экспертам выдвигать весьма пессимистичные прогнозы о «мире без антибиотиков», причем, в самом ближайшем будущем.

Не стоит думать, что сегодня эта проблема касается, в основном, стран т.н. «третьего мира». Сегодня пациенты с такими инфекциями встречаются повсеместно. И Новосибирская область тут не исключение. На протяжении ряда лет ученые ИХБФМ СО РАН изучали пациентов ряда больниц и поликлиник нашего региона и обнаружили сотни случаев заражения бактериями разной степени устойчивости к антибиотикам (включая случаи сверхустойчивости). «И что самое грустное, собирая информацию на протяжении ряда лет, мы увидели устойчивую тенденцию – с каждым годом такие бактерии встречаются все чаще, а значит, проблема лечения вызываемых ими инфекций и для нашей медицины становится все острее», — отметила Нина Тикунова.

Нельзя сказать, что к этой угрозе относятся несерьезно, в мире над решением проблемы работает множество исследователей, а их работа щедро финансируется. Один из путей – поиск новых антибиотиков, к которым у бактерий еще нет устойчивости. Недавно такой был представлен, новое соединение назвали тейксобактином. Первые испытания показали, что он успешно справляется с устойчивыми к антибиотикам штаммами стафилококка и туберкулезной палочки.

Но вряд ли он станет окончательным решением вопроса. Во-первых, все антибиотики токсичны и их применение имеет побочные эффекты, которые могут оказаться очень серьезными (по тейксобактину пока нет полной ясности в этом плане). А во-вторых, бактерии не раз показывали способность находить способ справляться с любыми угрозами и закреплять это свойство в своей ДНК. Поэтому медицине необходимо развивать и другие подходы к лечению бактериальных инфекций.

Тем более, некоторые из них были известны еще до изобретения пенициллина. Как известно, у каждого живого существа в мире есть естественные враги. Не являются исключением и бактерии. Есть в природе вирусы, поражающие бактерии. Впервые их обнаружил в 1915 году британский бактериолог Фредерик Творт.  Через два года учёный из Института Пастера Феликс Д’Эрель сделал доклад, в котором сообщил, что открыл «невидимый микроб», поражающий дизентерийную палочку. Он же впервые применил термин «бактериофаг», то есть «поедатель бактерий». Этим термином мы пользуемся и по сей день.

Хотя впервые бактериофаги были обнаружены западными учеными, активно развиваться фаготерапия стала в СССР. В числе первопроходцев этого направления медицины был Георгий Элиава. Открытый им в 1920-е годы в Тбилиси институт, который занялся исследованиями бактериофагов для терапевтического применения, стал даже мировым лидером в этой области.

Именно в Тбилиси в те самые 1930-е гг. были разработаны первые отечественные фаговые препараты, а в настоящие дни препараты бактериофагов уже выпускаются в широком ассортименте. Так, в 1960-80 гг. в СССР почти все детские кишечные инфекции лечили как раз бактериофагами. А вот на Западе, после начала «эры антибиотиков», фаговая терапия практически сошла на нет. Резкий всплеск интереса к ней пришелся только на последние годы, когда очень многие крупные фармацевтические компании стали серьезно вкладываться в исследования в этой области.

Тем не менее, единственной страной на планете, где ведется производство бактериофагов в промышленных объемах, остается Россия. Да и наша наука сохранила давние традиции изучения бактериофагов и механизмов, с помощью которых они успешно справляются там, где антибиотики оказываются бессильными. Многие годы такие исследования ведут ученые ИХБФМ СО РАН, собравшие за это время свою богатую коллекцию бактериофагов.

Не менее важно, что в институте не только собирают коллекции фагов и изучают механизм их действия, но и отрабатывают методики применения фаготерапии.

«Нам удалось достичь успеха в ряде направлений. Например, известно, что у части больных сахарным диабетом возникают трофические язвы на ногах. Это явление еще называют «диабетическая стопа». Оно практически не поддается лечению антибиотиками и ранее часто приходилось ампутировать пораженную часть ноги. Сегодня врачи умеют лечить их бактериофагами. Причем, этот метод уже успешно применяется в Дорожной клинической больнице Новосибирска. Другое направление нашей работы вызвало большой интерес у врачей Научно-исследовательского института травмотологии и ортопедии.

Периодически им приходится сталкиваться с воспалением тканей вокруг имплантированного протеза сустава. Источником его также являются болезнетворные бактерии. И фагопрепараты, по нашим оценкам, могут справиться с ними лучше и быстрее антибиотиков. Из последних примеров – успешное сотрудничество с госпиталями в Донецке, куда попадают как военнослужащие, так и гражданские лица с разными ранениями, которые могут сопровождаться опасными инфекциями. Там тоже есть успешные примеры фаготерапии», — сообщила Нина Тикунова.

Как и любой вид лечения, бактериофаги имеют свои плюсы и минусы. К сильным сторонам можно отнести высокую эффективность в применении и полное отсутствие побочных явлений, что позволяет лечить ими всех – и беременных, и младенцев, и людей с другими тяжелыми заболеваниями (например, онкологией), которым антибиотики противопоказаны.

К недостаткам фагов можно отнести их узкую специализацию, большинство фагов поражает лишь только «свой» штамм бактерий (потому они, кстати, и безвредны для человека), а значит, сначала надо точно идентифицировать патогенный микроб: потратить время, лабораторные материалы, привлечь микробиолога. В участковой поликлинике вряд ли будут тратить столько усилий на пациента с обычной ангиной, скорее постараются справиться с помощью антибиотика.

Эти два подхода, к слову, вполне можно сочетать, одновременное применение фагов и антибиотиков часто лишь усиливает терапевтический эффект. А узкую специализацию обходят, выпуская препараты «коктейльного типа», которые содержат сразу много групп фагов, что позволяет им справляться с инфекцией с высокой степенью вероятности (выше, чем у часто применяемых антибиотиков).

И все же, пока бактериофаги остаются на периферии современного здравоохранения, хотя, как отмечают ученые, на Западе отношение к ним начинает меняться, в том числе и у гигантов фарминдустрии. И может получиться так, что, являясь пионерами их промышленного производства, в будущем мы уступим собственный рынок импортным препаратам.

В любом случае, это направление только развивается и надеяться, что оно быстро сможет занять место антибиотиков в мировых масштабах не стоит. «Не надо ждать, что завтра аптеки наполнятся бактериофагами от всех устойчивых к антибиотикам инфекций. Гораздо более быстрый эффект дали бы меры, направленные на очистку продуктов жизнедеятельности животноводческих предприятий, которые снизили бы утечки антибиотиков и устойчивых к ним микроорганизмов в окружающую среду», — утверждает Нина Тикунова.

А ученые параллельно продолжают свою работу по наполнению коллекций бактериофагов, рассчитывая, что рано или поздно они пригодятся отечественным производителям лекарств.