Мобильная версия

Газета «Новости медицины и фармации» 9 (583) 2016

Антибіотикорезистентність мікроорганізмів: механізми розвитку й шляхи запобігання

Авторы: Бондар М.В., Пилипенко М.М., Свінтуковський М.Ю., Харченко Л.А., Превисла О.М., Цвик І.М. - Національна медична академія післядипломної освіти імені П.Л. Шупика, кафедра анестезіології та інтенсивної терапії, м. Київ, Україна

Разделы: Справочник специалиста

Версия для печати

Статья опубликована на с. 3-4, 9 (Мир)

Вступ.

Визначення термінів

Основою терапевтичної дії антибактеріальних препаратів (АБП) є пригнічення життєдіяльності збудника інфекції за рахунок порушення визначального для життя мікроорганізму метаболічного процесу. Пригнічення відбувається в результаті зв’язування антибіотика з певною ферментною системою або структурною молекулою мікроорганізму, після чого відбувається інактивація цього ферментного комплексу або розщеплення структурної молекули.

Проблема антибіотикорезистентності виникла практично одночасно з синтезом перших антибіотиків, однак за останні декілька десятиліть вона набула загрозливих соціально-економічних масштабів. Так, за даними масштабного багатоцентрового дослідження EPIC II, серед пацієнтів ВІТ, у яких була підтверджена інфекція, 36 % штамів були антибіотикорезистентними [16]. Наявність у пацієнта антибіотикорезистентних збудників у декілька разів підвищує частоту неадекватності початкової антибіотикотерапії й суттєво підвищує летальність у ВІТ [4]. За оцінками експертів ВООЗ та лорда Джима О’Ніла, лідера Асоціації з інформування щодо антибіотикорезистентності, до 2050 р. смертність від антибіотикорезистентних нозокоміальних інфекцій збільшиться в декілька разів (щорічне число померлих у світі може досягнути 100 млн), а щорічні витрати на їх лікування можуть сягати 8 трильйонів доларів (http://amr-review.org/home, опубліковано в лютому 2016).

Антибіотикорезистентність — це феномен стійкості штаму збудників інфекції до дії одного або декількох антибактеріальних препаратів. Резистентність мікроорганізмів до АБП може бути природною та набутою. Природна резистентність характеризується відсутністю в мікроорганізмів ферменту або структурної молекули, на які діє антибіотик, або недоступністю для антибіотика ферментної системи або структурної молекули мікроорганізмів у результаті первинно низької проникності для антибіотика клітинної стінки мікроорганізму або інактивації антибіотика специфічними ферментами мікроорганізму. Під набутою резистентністю розуміють властивість окремих штамів бактерій зберігати життєздатність при таких концентраціях антибіотиків, що пригнічують основну частину мікробної популяції. Основними факторами ризику виникнення набутої резистентності у ВІТ є [5]:

- попереднє застосування антибіотиків;

- тривалість перебування у ВІТ та госпіталізації в цілому;

- тривале перебування катетерів, зондів та інших інвазивних медичних засобів;

- локальні фактори (ефективність заходів асептики/антисептики та антибіотикотерапії).

Механізми антибіотикорезистентності

Формування резистентності у всіх випадках зумовлене генетично: набуттям нової генетичної інформації або зміною рівня експресії власних генів. Мікроорганізми здатні передавати генетичну інформацію стійкості до антибіотиків шляхом горизонтальної передачі генів (під час безпосереднього контакту однієї бактерії з іншою). Передача цієї генетичної інформації може здійснюватися за допомогою плазмід.

Плазміди — це невеликі дволанцюгові кільцеподібні молекули ДНК, що існують у бактеріальній клітині фізично окремо від геномних хромосом і здатні до реплікації. У природі плазміди зазвичай включають гени, що відповідають за стійкість бактерій до несприятливих зовнішніх факторів (в тому числі й за стійкість до антибіотиків). Розміри плазмід можуть коливатися від 2 до 600 тисяч пар основ. Великі плазміди — це свого роду маленькі хромосоми. Плазміди зазвичай успадковуються під час поділу бактеріальної клітини. Крім цього, плазміди можуть захоплюватись бактеріями із зовнішнього середовища. Плазміди в бактеріальній клітині виконують багато захисних для бактерії функцій. Вони передають генетичний матеріал, відповідають за синтез білків, летальних для інших бактерій (бактеріоцидогенність), забезпечують синтез ентеротоксинів, антигенів, що забезпечують адгезію бактерій до клітин організму людини; забезпечують стійкість бактерії до важких металів, ультрафіолетового опромінення, антибіотиків; відповідають за розщеплення камфори, ксиліту, саліцилатів (останнє знайдене в деяких штамів Pseudomonas). Стійкість до конкретного антибіотика визначають так звані R-плазміди (від англ. resistance). Механізм інактивації антибіотиків, що передається плазмідою, пов’язаний з дією на них специфічних ферментів бактеріальної клітини (наприклад, бета-лактамаз), які кодуються R-плазмідами. RР1-плазміда бактерій роду Pseudomonas відповідає за стійкість цієї бактерії до ампіциліну, тетрацикліну, гентаміцину і може передаватись кишковій паличці.

Основні біохімічні механізми резистентності бактерій до антибіотиків відомі вже досить давно [1, 2], проте щороку з’являється нові дані, що доповнюють розуміння цих украй складних процесів [15] Провідними вважають такі механізми резистентності [1, 2, 15]:

1. Зміна хімічної структури ферментного комплексу, на який діє антибіотик.

2. Інактивація антибіотика ферментами (найчастіше бета-лактамазами).

3. Активне виведення антибіотика із мікробної клітини (ефлюкс).

4. Зниження проникності для антибіотика клітинної мембрани бактерії.

5. Формування метаболічного «шунта».

Пеніцилінзв’язуючі білки

До бета-лактамних АБП (молекули яких містять у своїй структурі бета-лактамне кільце) відносять пеніциліни, цефалоспорини та карбапенеми. Механізм бактерицидної дії цих АБП пов’язаний з пригніченням ферментних систем внутрішньої поверхні мембрани бактеріальної клітини — пеніцилінзв’язуючих білків (ПЗБ), що отримали свою назву за тропність до пеніциліну. На сьогодні ідентифіковано 6 основних різновидів ПЗБ, що відповідають за формування й нормальне функціонування клітинної мембрани грампозитивних і грамнегативних бактерій. Для життєдіяльності бактеріальної клітини вкрай необхідними є ПЗБ-1, ПЗБ-2, ПЗБ-3. ПЗБ-1 має а- та b-підтипи й забезпечує підтримку стабільності клітинної мембрани бактерій. Інгібування цього білка бета-лактамними АБП призводить до швидкої деструкції клітинної стінки бактерії та її загибелі. ПЗБ-2 відповідає за підтримку стабільного діаметра бактеріальної клітини. Типова зовнішня форма різних бактерій зумовлена дією цього білка. Інгібування ПЗБ-2 бактерій призводить до утворення клітин сферичної форми, відомих як сферопласти, які є нежиттєздатними. ПЗБ-3 відповідає за утворення перегородок у клітинах під час поділу клітини на дві дочірні клітини. У разі інгібування ПЗБ-3 бактеріальна клітина продовжує зростати без поділу з утворенням довгих філаментів.

Взаємодія АБП з ПЗП

Пеніциліни первинно зв’язуються з ПЗБ-1b та ПЗБ-3. Інгібування ПЗБ-1b спричинює швидку загибель бактеріальних клітин. Цефалоспорини первинно зв’язуються з ПЗБ-3, результатом чого є подовження клітини без поділу з утворенням довгих філаментів. Іміпенем зв’язується з ПЗБ-2 та ПЗБ-1b, що призводить до утворення сферичних клітин та швидкої деструкції бактерій. Прикладом АБП, що селективно інгібують ПЗБ-1, є цефалоридин та цефзулоцин. Азтреонам, піперацилін, цефотаксим, цефуроксим первинно селективно інгібують ПЗБ-3, а у високих концентраціях і ПЗБ-1а. Зв’язування АБП з ПЗБ-1 спричинює лізис бактеріальних клітин, що супроводжується вивільненням ендотоксину грамнегативними бактеріями, кількість якого залежить від клітинної маси. Інгібування ПЗБ-2 супроводжується вивільненням невеликої кількості ендотоксину. Меропенем у високих концентраціях інгібує переважно ПЗБ-2 з низьким вивільненням ендотоксину. Низькі концентрації меропенему інгібують ПЗБ-3, що призводить до філаментоутворення бактерій з потенційно високим вивільненням токсину. Хінолони (інгібітори ДНК-гірази бактеріальних клітин) є відносно потужними індукторами вивільнення ендотоксину грамнегативних бактерій. Прототипом ендотоксин-зв’язуючого антибіотика є поліміксин В, який специфічно зв’язується з ліпідом А, що призводить до фрагментації бактеріальних ліпополісахаридів. Аміноглікозиди інгібують синтез та вивільнення ліпополісахариду з грамнегативних бактерій. Іміпенем, що є специфічним до ПЗБ-2, зумовлює значно менше вивільнення ендотоксину, ніж це буває в разі застосування цефтазидиму, який інгібує в основному ПЗБ-3. Процес філаментоутворення, що відбувається в разі інгібування цефтазидимом ПЗБ-3, спричинює значне вивільнення ендотоксину з грамнегативних бактерій, навіть за відсутності лізису клітини. ПЗБ-4, ПЗБ-5, ПЗБ-6 бактеріальної стінки сприяють підтримці цілісності клітинної стінки бактерії, але порушення їх функцій не є критичним для життєзабезпечення бактерій.

Бета-лактамази

Найбільш поширеним механізмом резистентності мікроорганізмів до АБП групи бета-лактамів є їх ферментативна інактивація в результаті гідролізу одного із зв’язків бета-лактамного кільця їх молекули ферментами бета-лактамазами. На сьогодні описані понад 200 ферментів, що відрізняються за такими практично важливими властивостями:

- за здатністю до переважного гідролізу тих чи інших бета-лактамних антибіотиків, наприклад пеніцилінів або цефалоспоринів, або перших і других рівною мірою;

- плазмідною або хромосомною локалізацією генів, що кодують антибіотикорезистентність (у разі плазмідної локалізації генів відбувається швидка внутрішньовидова і міжвидова поширеність резистентності, а у випадках хромосомної локалізації спостерігається клонова поширеність резистентності);

- за чутливістю до інгібіторів бета-лактамаз — клавуланової кислоти, сульбактаму, тазобактаму та нових інгібіторів — релобактаму та авібактаму [15].

Бета-лактамази продукуються переважною більшістю клінічно значимих патогенних організмів. Важливим винятком є мікроорганізми роду Streptococcus.

Усі відомі на сьогодні бета-лактамази поділяють на 4 молекулярних класи — А, В, С, D. До найбільш поширених бета-лактамаз відносять:

- плазмідні бета-лактамази класу А стафілококів — гідролізують природні і напівсинтетичні пеніциліни, крім метициліну і оксациліну, чутливі до інгібіторів;

- плазмідні бета-лактамази широкого спектра класу А грамнегативних бактерій — гідролізують природні й напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини І покоління, чутливі до інгібіторів;

- плазмідні бета-лактамази розширеного спектра (БЛРС) класу А грамнегативних бактерій — гідролізують природні й напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини І–ІV поколінь, чутливі до інгібіторів;

- хромосомні бета-лактамази класу С грамнегативних бактерій — гідролізують природні й напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини І–ІІІ поколінь, нечутливі до інгібіторів;

- хромосомні бета-лактамази класу А грамнегативних бактерій — гідролізують природні й напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини І–ІІ поколінь, чутливі до інгібіторів;

- хромосомні бета-лактамази класу В грамнегативних бактерій — ефективно гідролізують практично всі бета-лактамні антибіотики, включаючи карбапенеми, нечутливі до інгібіторів;

- плазмідні бета-лактамази класу D грамнегативних бактерій (переважно P.aeruginosa) — гідролізують природні й напівсинтетичні пеніциліни, цефалоспорини І–ІІІ поколінь, у більшості випадків нечутливі до інгібіторів.

На сьогодні найбільше значення для клінічної практики мають плазмідні БЛРС грамнегативних бактерій, оскільки вони здатні руйнувати цефалоспорини ІІІ і меншою мірою ІV покоління. Найчастіше БЛРС продукують мікроорганізми роду Klebsiella, E.coli, Proteus spp. У разі тяжких нозокоміальних інфекцій, викликаних Enterobacter spp., Citrobacter spp. і деякими іншими мікроорганізмами, у процесі лікування цефалоспоринами ІІІ покоління приблизно в 20 % випадків формується резистентність до цих антибіотиків, яка зумовлена гіперпродукцією хромосомних бета-лактамаз класу С. В таких випадках ефективність зберігають цефалоспорини ІV покоління (цефепім) і карбапенеми [6, 7, 11].

Зниження проникності стінки бактерій

Наступним механізмом резистентності грамнегативних бактерій до бета-лактамних АБП є зниження проникності клітинної мембрани бактерій для цих антибіотиків. Транспорт антибіотиків в середину мікробної клітини здійснюється через так звані поринові канали. У результаті мутацій можлива повна або часткова втрата поринів, що призводить до суттєвого зниження чутливості мікроорганізмів до бета-лактамів [11, 12].

Ще одним механізмом резистентності мікроорганізмів до бета-лактамних АБП є активне виведення антибіотиків із мікробної клітини. P.aeruginosa має транспортні системи, що здійснюють активне виведення бета-лактамів, і перш за все карбапенемів [6].

Зміни структури ПЗБ

Останнім серед найбільш важливих механізмів резистентності мікроорганізмів до бета-лактамних АБП є зміна структури ПЗБ, у результаті чого зменшується спорідненість ПЗБ до бета-лактамів. Це проявляється в підвищенні мінімальної пригнічуючої концентрації (МПК) цих препаратів і зниженні їх клінічної ефективності. Реальне клінічне значення має резистентність до бета-лактамів серед стафілококів і пневмококів. Стійкість золотистого й коагулазонегативного стафілококів до бета-лактамів зумовлена появою в мікроорганізмів додаткового пеніцилінзв’язуючого білка — ПЗБ-2а. Маркером наявності в мікроорганізмів ПЗБ-2а є стійкість до метициліну або оксациліну. Незалежно від результатів бакзасівів у разі інфекцій, зумовлених метицилінрезистентним золотистим стафілококом, усі бета-лактамні АБП слід вважати клінічно неефективними й не використовувати в практиці [17].

Стійкість пневмококів до бета-лактамів зумовлена появою в їх генах, що кодують ПЗБ, сторонньої ДНК, походження якої пов’язують із зеленячими стрептококами. У той же час перехресна стійкість між окремими бета-лактамами неповна. Значна частина штамів пневмококів, стійких до пеніциліну, зберігає чутливість до цефалоспоринів ІІІ покоління й карбапенемів [9].

Серед грамнегативних бактерій антибіотикорезистентність, пов’язана зі зміною структури ПЗБ, зустрічається рідко. Певне значення цей механізм резистентності має в H.influenzae i N.gonorrhoeae. Ці мікроорганізми проявляють стійкість не тільки до природних і напівсинтетичних пеніцилінів, а й до інгібіторзахищених препаратів.

Резистентність до аміноглікозидів

Основним механізмом резистентності мікроорганізмів до аміноглікозидних АБП є їх ферментативна інактивація за рахунок приєднання до їх молекул оцтової, фосфорної кислот і нуклеотиду аденіну, після чого аміноглікозиди втрачають здатність зв’язуватись з рибосомами бактеріальної клітини й пригнічувати біосинтез білка. Гени ферментативної інактивації аміноглікозидів містяться на плазмідах бактерій, тому дуже швидко поширюється внутрішньовидова й міжвидова (іноді перехресна) резистентність до аміноглікозидних АБП. Саме цим пояснювалася висока частота резистентності до гентаміцину й тобраміцину на початку 2000-х років, що було пов’язано з необґрунтовано широким застосуванням гентаміцину в 1990-х роках. Частота стійкості до нетилміцину та амікацину в той же період була меншою, і ці антибіотики застосовувались частіше. На сьогодні частота резистентності до гентаміцину вже суттєво знизилася, а до нетилміцину та амікацину, навпаки, зросла. У E.coli й P.aeruginosa провідним механізмом резистентності до аміноглікозидних АБП є недостатня проникність для цих антибіотиків клітинної мембрани бактерій. Природна стійкість до аміноглікозидних АБП анаеробних бактерій пояснюється тим, що транспорт цих антибіотиків через цитоплазматичну мембрану бактерій пов’язаний із системами переносу електронів, які в анаеробів відсутні. Практично важливим фактом є природна стійкість до аміноглікозидів стрептококів і ентерококів, що пов’язано з переважно анаеробним метаболізмом цих бактерій. У разі спільної дії на мікробну клітину аміноглікозидних і бета-лактамних АБП останні пошкоджують структуру цитоплазматичної мембрани бактерій і таким чином полегшують транспорт аміноглікозидів в середину бактеріальної клітини. У результаті цього проявляється потужний синергізм бета-лактамів й аміноглікозидів. Основною точкою антибактеріальної дії аміноглікозидів є 30S-субодиниця бактеріальної рибосоми. У деяких випадках антибіотикорезистентність може бути зумовлена зміною структури цієї субодиниці або підвищеним виведенням аміноглікозидних антибіотиків з мікробної клітини [3, 13].

Резистентність до хінолінів/фторхінолонів

Провідним механізмом резистентності до хінолінів/фторхінолонів є зміна структури двох бактеріальних ферментів, на які діють ці антибіотики, — ДНК-гірази і топоізомерази ІV, які відповідають в бактеріальній клітині за конфірмаційні зміни ДНК, необхідні для її нормальної реплікації. Гени обох цих ферментів локалізовані на бактеріальній хромосомі. У грамнегативних бактерій найбільшу спорідненість хінолони проявляють до ДНК-гірази. У грампозитивних бактерій для більшості хінолінів точкою дії є топоізомераза ІV, але для спарфлоксацину й гатифлоксацину — ДНК-гіраза. Моксифлоксацин і геміфлоксацин мають приблизно однакову спорідненість до обох ферментів. Вважають, що фторхінолони, які мають приблизно однакову спорідненість до обох вищевказаних ферментів, найменшою мірою сприяють селекції стійких штамів. При вихідних величинах МПК левофлоксацину і моксифлоксацину щодо штаму пневмокока — 1,0 і 0,12 мг/л відповідно — зниження спорідненості хінолонів до топоізомерази ІV у 8 разів призведе до збільшення МПК левофлоксацину до 8,0 мг/л і моксифлоксацину до 1,0 мг/л. За фармакодинамічно обґрунтованими критеріями мутантний штам пневмокока виявиться стійким до левофлоксацину, але збереже чутливість до моксифлоксацину. Скоріше за все, цим може бути пояснена досить висока клінічна ефективність моксифлоксацину. Ще одним механізмом стійкості мікроорганізмів до фторхінолонів є активне виведення фторхінолонів із бактеріальної клітини [13, 14].

Резистентність до макролідів

Основною точкою антибактеріальної дії макролідів (еритроміцину, роваміцину, рокситроміцину, азитроміцину тощо) і лінкозамідів (лінкоміцин, лінкоцин, кліндаміцин) є 50S-субодиниця бактеріальної рибосоми. Процес метилювання цієї субодиниці бактеріальної рибосоми зумовлює високий рівень стійкості до макролідних антибіотиків і лінкозамінів з підвищенням МПК > 32–64 мг/л. Іншими механізмами резистентності мікроорганізмів до макролідних антибіотиків і лінкозамідів є активне виведення вказаних антибіотиків із бактеріальної клітини за допомогою декількох транспортних систем, ферментативна інактивація антибіотиків макролідфосфотрансферазами, еритроміцинестеразами, лінкоміцинацетилтрансферазами. Останніми роками в Європі спостерігається тенденція до зростання резистентності до макролідів серед S.pyogenes, S.pneumoniae, що пов’язують із широким застосуванням сучасних макролідів (азитроміцину, кларитроміцину, рокситроміцину) як препаратів вибору для лікування інфекцій дихальних шляхів.

Резистентність до глікопептидів

Механізм антибактеріальної дії антибіотиків-глікопептидів (ванкоміцину, тейкопланіну, лінезоліду) полягає в блокуванні кінцевої стадії синтезу пептидоглікану шляхом зв’язування молекули антибіотика з кінцевими амінокислотами в боковому пептидному ланцюгу. Механізм стійкості до глікопептидів найбільш детально вивчений в ентерококів. Він пов’язаний з синтезом бактеріями модифікованого бокового поліпептидного ланцюга. Стійкість ентерококів до глікопептидів є серйозною проблемою відділень інтенсивної терапії в США і Західній Європі. Найчастіше резистентність до глікопептидів спостерігається у штамів E.faecium, у яких частота резистентних штамів може досягати 15–20 %. Звістки про виділення одиничних штамів метицилінрезистентних і метицилінчутливих золотистих стафілококів зі зниженою чутливістю до ванкоміцину почали з’являтися в різних країнах з 1997 року. Для штамів зі зниженою чутливістю до ванкоміцину характерне потовщення клітинної стінки бактерії, зменшення автолітичної активності та надлишкова продукція субстрату дії глікопептидів. Зниження чутливості до глікопептидів раніше було описане серед коагулазонегативних стафілококів. На практиці в разі виділення ванкоміцинрезистентних ентерококів і стафілококів необхідно проявляти настороженість, ретельно перевіряти чистоту дослідної культури й точність її ідентифікації [8].

Резистентність до сульфаніламідів

Механізм антибактеріальної дії сульфаніламідів і триметоприму полягає в блокуванні різних етапів одного метаболічного шляху бактерій, а саме синтезу фолієвої кислоти, завдяки чому між ними відмічається виражений синергізм. Сульфаніламіди є конкурентними інгібіторами дигідроптероатсинтетази. Триметоприм пригнічує активність дигідрофолатредуктази. Резистентність до сульфаніламідів і триметоприму може бути результатом набуття бактеріями генів дигідрофолатредуктази і дигідроптероатсинтетази, стійких до інгібіції. Гени ферментів, нечутливих до інгібіції, часто перебувають в складі рухомих генетичних елементів (транспозонів) в асоціації з генами, що детермінують резистентність до інших антибіотиків.

Резистентність до інших АМП

Ферментативна інактивація (ацетилювання) є основним механізмом резистентності до хлорамфеніколу.

Поліміксини діють бактерицидно на грамнегативні бактерії, порушуючи цілісність цитоплазматичної мембрани бактерій, діючи подібно до поверхнево-активних речовин. Набута резистентність до цих АБП зустрічається рідко.

Механізм дії нітрофуранів вивчений недостатньо. Вважається, що набута стійкість до цих препаратів зустрічається вкрай рідко. Механізми розвитку резистентності невідомі.

Нітроімідазоли активуються в мікробній клітині ферментом нітроредуктазою з продукцією вільних радикалів, що пошкоджують ДНК бактерій. Резистентність у переважної більшості анаеробних бактерій зустрічається вкрай рідко й не має практичного значення.

Резистентність до декількох груп антибіотиків

Зниження проникності зовнішніх структур бактеріальної клітини є найменш специфічним механізмом резистентності й зазвичай призводить до формування стійкості бактерій одночасно до декількох груп антибіотиків. Найчастіше причиною цього явища є повна або часткова втрата поринових білків клітинної мембрани бактерій. Крім цього, існує система множинної стійкості до антибіотиків. Наприклад, на фоні застосування тетрациклінів або хлорамфеніколу формується стійкість бактерій не тільки до цих антибіотиків, але й до бета-лактамів і хінолінів. Це пов’язане з одночасним зниженням кількості одного із поринових білків мембран бактерій і підвищенням активності однієї із систем активного виведення антибіотиків. Зниження проникності клітинної мембрани бактерій за рахунок втрати або зниження кількості поринових білків зустрічається в асоціації з продукцією бета-лактамаз розширеного спектра. Втрата одного з поринових білків (D2) P.aeruginosa призводить до вибіркового зниження чутливості мікроорганізму до іміпенему [12].

Резистентність до антифунгальних препаратів

Зростання значення грибів в етіології госпітальних і деяких позалікарняних інфекцій призвело до впровадження в клінічну практику значної кількості нових препаратів, що, у свою чергу, призвело до формування резистентності до протигрибкових препаратів.

Механізм протигрибкової дії азолів (міконазолу, кетоконазолу, флуконазолу, ітраконазолу та ін.) полягає в інгібіції біосинтезу ергостеролу — речовини, що бере участь у підтриманні структурної цілісності мембрани клітини гриба. Точкою дії азолів є ферменти (14-альфа-деметилази), що здійснюють деметилювання попередників ергостеролу. Резистентність до азолів грибів роду Candida може бути пов’язана з мутаціями, що призводять до амінокислотних замін. У результаті таких замін зв’язування ферментів з азолами різко знижується. Крім цього, у грибів роду Candida відомі декілька транспортних систем активного виведення азолів, що також призводить до формування стійкості цих грибів до азолів. Активація систем виведення часто асоціюється зі змінами в структурі мембрани грибів, які призводять до зниження надходження азолів у середину грибкової клітини.

Механізм протигрибкової активності полієнів (ністатину, леворину, амфотерицину В тощо) полягає у фізико-хімічній взаємодії цих препаратів зі стеролами цитоплазматичної мембрани грибів. У результаті такої взаємодії в мембрані утворюються пори, через які відбувається втрата цитоплазматичного вмісту, що призводить до загибелі гриба. Оскільки точкою дії полієнів є структурні елементи грибкової клітини, a не ферменти, то формування стійкості може бути результатом складних генетичних процесів, що призводять до зміни біосинтезу компонентів мембрани гриба. Ймовірність таких змін відносно невелика, з чим і пов’язана низька частота стійкості до полієнів.

Шляхи подолання антибіотикорезистентності

Основними шляхами запобігання антибіотикорезистентності та її подолання вважають запобігання перенесенню антибіотикорезистентних збудників між пацієнтами та раціональну антибіотикотерапію.

Запобігання поширенню антибіотикорезистентних збудників передусім досягають за рахунок упровадження цілої низки заходів (bundles):

- лікування одного тяжкого хворого у ВІТ однією медсестрою (у нашій країні це практично недоступно);

- ретельне застосування заходів асептики/антисептики (регулярна зміна рукавичок, якісне миття рук, застосування спиртових антисептиків тощо);

- обмеження застосування діагностичних засобів (манжетки тонометрів, датчики пульсоксиметрів, фонендоскопи, манометри для визначення тиску в манжетці ендотрахеальної трубки тощо) у різних хворих без їх належної обробки та стерилізації;

- обмеження застосування у різних хворих медичних матеріалів та приладів без їх належної обробки та стерилізації, до яких найчастіше належать: засоби для туалету та бриття, лицьові та ларингеальні маски, фіксатори для масок та засоби для фіксації рук хворих, електровідсмоктувачі тощо);

- ретельне проведення хворим деконтамінації ротоглотки розчином хлоргексидину, туалету ротової порожнини та інших гігієнічних процедур — миття хворих із застосуванням антисептиків, таких як хлоргексидин;

- ізоляція хворих з підтвердженими антибіотикорезистентними інфекціями.

Найбільш вагомим засобом успішного проведення всіх перерахованих процедур є запровадження так званих стандартних операційних процедур, де детально розписані функціональні обов’язки персоналу, і налагодження системи контролю якості за їх виконанням. Ключовим елементом контролю є проведення клінічного аудиту.

Раціональне застосування антибіотиків

Необхідною умовою успішної антибактеріальної терапії є повна ерадикація збудника. В умовах, коли лікування не закінчується повною ліквідацією патогенних мікроорганізмів, відбувається селекція стійких штамів до препарату, що застосовується, і розвивається антибіотикорезистентність [11]. Обов’язковими умовами раціонального застосування антибіотиків є такі:

- суттєве обмеження проведення антибіотикопрофілактики — її застосування лише за показаннями, обґрунтованими на підставі якісних клінічних досліджень;

- спектр активності АБП, що застосовується, повинен відповідати ймовірному збуднику або збудникам; цього досягають за рахунок широкого застосування бактеріоскопічних бактеріологічних та серологічних методів діагностики; вагомим засобом успішного прогнозування збудника є моніторинг мікробіологічного пейзажу відділення;

- антибіотик, що призначається, повинен долати механізми набутої резистентності, які є у збудника;

- обраний режим дозування повинен створювати у вогнищі інфекції такий рівень концентрації АБП, що сприяє швидкій загибелі та ерадикації збудника; вибір доз препаратів повинен здійснюватися на основі визначення МПК; одним з дієвих засобів підвищення концентрації АБП є постійна інфузія бета-лактамних антибіотиків, ванкоміцину тощо.

Ключовим заходом поліпшення ефективності застосування антибіотиків є запровадження комплексної програми контролю/нагляду за застосуванням антибіотиків (Antibiotic stewardship) [18].

Висновки

Антибіотикорезистентність невпинно зростає, і знання механізмів цього феномену є запорукою його успішного подолання. Раціональний вибір антибіотика передбачає урахування резистентності збудника, а також фармакодинамічних й фармакокінетичних характеристик препарату. Метою клініциста має бути не тільки ефективне і безпечне лікування кожного конкретного пацієнта, а й запобігання розвитку та поширенню антибіотикорезистентності.

Список литературы

1. Сидоренко С.В. Механизмы резистентности микроорганизмов. Практическое руководство по антиинфекционной химиотерапии / Под редакцией Л.С. Страчунского, Ю.Б. Белоусова, С.Н. Козлова. — М., 2002. — 290 с.

2. Яковлев В.П., Яковлев С.В. Рациональная антимикробная фармакотерапия: Руководство для практикующих врачей. — М.: Литтерра, 2003. — 1008 с.

3. Azucena E., Mobashery S. Aminoglycoside-modifying enzyme: mechanism of catalytic processes and inhibition // Drug Res. Updates. — 2001. — 4. — 106-117.

4. Barbier F., Lisboa T., Nseir S. Understanding why resistant bacteria are associated with higher mortality in ICU patients // Intensive Care Med. — 2016; Epub ahead of print PMID: 26564210.

5. Bassetti M., De Waele J.J., Eggimann P. et al. Preventive and therapeutic strategies in critically ill patients with highly resistant bacteria // Intensive Care Med. — 2015. — 41. — 776-795.

6. Bush K., Jacoby G.A., Medeiros A.A. A functional classification of beta-lactamases and its correlation with molecular structure // Agents Chemother. — 1995. — 39. — 1211-1233.

7. Carton R., Coque T.M. The CTX-M beta-lactamase pandemic // Curr. Opin. Microbiol. — 2006. — 9. — 466-475.

8. Courvalin P. New plasmid mediated resistance to antimicrobials // Arch. Microbiol. — 2008. — 189. — 289-291.

9. Doern G.V. Antimicrobial resistance among clinical isolates of Streptococcus pneumoniae in the United States during 1999–2000, including a comparison of resistance rates since 1994–1995 // Antimicrobial Agents and Chemotherapy. — 2001. — 45(6). — 1721-1729.

10. Jayaraman R. Antibiotic resistance: an overview of mechanisms and paradigm shift // Current Science. — 2009. — 96(11). — 1475-1484.

11. Laxminarayan R., Duse A., Wattal C. et al. Antibiotic resistance — the need for global solutions // Lancet Infect. Dis. — 2013. — № 13(12). — P. 1057-1098.

12. Li X., Nicaido H. Efflux-mediated drug resistance in bacteria // Drug. — 2004. — 64. — 159-204.

13. Robiscek A. Fluoroquinolone-modifying enzyme: a new adaptation of a common aminoglycoside acetyl transferase // Nature Res. Updates. — 2001. — 4. — 106-117.

14. Ruiz J. Mechanism of resistance to quinolones: Target alteration, decrease accumulation and gyrase protection // J. Antimicrob. Chemother. — 2003. — 51. — 1109-1117.

15. Ruppé É., Woerther P.L., Barbier F. Mechanisms of antimicrobial resistance in Gram-negative bacilli // Ann. Intensive Care. — 2015. — 5-21.

16. Vincent J.-L., Rello J., Marshall J. et al. International study of the prevalence and outcomes of infection in intensive care units // JAMA. — 2009. — 302. — 2323-2329.

17. Zapun A., Conters-Martel C., Vernet T. Penicillin-binding proteins and lactam resistance // FEMS Microbiol. Rev. — 2008. — 32. — 361-385.

18. Zhang Yu-Zhi, Singh S. Antibiotic stewardship programmes in intensive care units: Why, how, and where are they leading us // World J. Crit. Care Med. — 2015. — 4(1). —13-28.