Минулого тижня колектив китайських вчених опублікував у журналі статтю, в якій підбив підсумки багаторічних спостережень і повідомив про відкриття гена трансмісивної стійкості до колістину. Таким чином, збулися похмурі прогнози багатьох дослідників і світ опинився на порозі появи бактеріальних інфекцій, для лікування яких навіть формально не існує жодного лікарського препарату. Як подібне могло статися, і які це має наслідки для нашого суспільства?
Колістин, що належить до групи поліміксинів, є «антибіотиком запасу», тобто останнім засобом, що застосовується при інфекціях бактеріями, які стійкі до всіх інших агентів. Як і багато інших антибіотик, колістин був відкритий ще в 1950-ті. Але вже починаючи з 1970-х його практично не застосовували в медицині; причина проста: це дуже поганий антибіотик. Майже в половині випадків він проявляє нефротоксичність (дає ускладнення на нирки), до того ж до цього часу вже були відкриті набагато більш ефективні і зручні карбапенеми і фторхінолони. Колістин почав застосовуватися для лікування хворих тільки в останні десять років, коли через поширення стійкості до карбопенем вибору у медиків майже не залишилося.
Тим не менш, у ветеринарії колістин ніколи не припиняв використовуватися і до останнього часу входив до п'ятірки антибіотиків, що застосовуються на фермах в Європі та інших країнах. Вчені вже давно звертали на це увагу і закликали повністю заборонити застосування критичного для лікування людей антибіотика в сільському господарстві. Особливу тривогу викликала популярність колістина в Південно-Східній Азії, де реальні масштаби обігу неможливо було відстежити, тим більше що споживання антибіотиків фермерами ніяк не регулюється законодавчо.
Як працює колістин? Ця речовина зв'язується з ліпідами на поверхні бактерій, що призводить до руйнування мембрани і подальшої загибелі клітини. Досі всі випадки виникнення стійкості до колістину були пов'язані з хромосомними мутаціями, які зазвичай супроводжувалися зниженням життєздатності бактерій і, відповідно, не могли закріпитися і поширитися в популяції.
Однак нещодавно, під час рутинного моніторингу лікарської стійкості бактерій, що виділяються зі зразків сирого м'яса, (дослідження проводилося в південному Китаї з 2011 по 2014 рік), вчені помітили підозріло сильний ріст кількості стійких ізолятів. Так, у 2014 році до 21 відсотків досліджених зразків свинини містили стійких до колістину бактерій. Коли біологи почали розбиратися з цими штаммами, виявилося, що стійкість визначається зовсім не хромосомними мутаціями, а раніше невідомим геном.
Порівняння послідовності гена з послідовностями в базі даних дозволило припустити, що він кодує фермент, що модифікує ліпіди бактерій так, що вони втрачають здатність пов'язувати антибіотик. Ген знаходиться на плазміді - окремій молекулі ДНК, яка може вільно переміщатися між різними штаммами і навіть родинними видами бактерій, надаючи їм додаткові властивості. Наявність плазміди ніяк не впливає на самопочуття бактерій і вона стабільна навіть за відсутності колістину в середовищі.
Вивід авторів невтішний: залишилося зовсім небагато часу, до того моменту як ген пошириться по всьому світу і у лікарів може формально не залишитися ніяких опцій для лікування деяких інфекцій. Насправді, опцій майже що немає вже і зараз: висока токсичність колістина робить його застосування на практиці скрутним, те ж стосується й інших антибіотиків «останнього резерву». При цьому здатність контролювати бактеріальні інфекції за допомогою антибіотиків є наріжним каменем нашої медицини: без них неможливо собі уявити ні хіміотерапію раку, ні пересадку органів, ні складні хірургічні операції - всі вони закінчувалися б важкими ускладненнями.
Фотографія: Jeremy Brooks / flickr.com