Ежики и супербактерия

Специалисты в области здравоохранения полагают, что устойчивые к антибиотикам болезнетворные бактерии в ближайшем будущем станут более опасными для здоровья людей, чем онкологические заболевания. Если антибиотики потеряют эффективность, то смертельно опасными станут любые хирургические вмешательства, включая кесарево сечение или трансплантацию органов. Куда большую опасность, чем теперь, будет представлять и химиотерапия, так как она угнетает иммунную систему пациента, и только антибиотики в этот момент способны его защитить. Ежегодно в мире около 700 тысяч человек умирает от инфекций, вызванных бактериями, которые устойчивы к антибиотикам. По расчетам, к 2050 году это число возрастет до 10 миллионов в год.

Обычно считается, что появление бактерий, устойчивых к лекарствам, является современным явлением, обусловленным клиническим применением антибиотиков, но в действительности устойчивость бактерий к антибиотикам возникла давно. Например, новое исследование показывает, что определенные линии золотистого стафилококка получили устойчивость к антибиотику метициллину около 200 лет назад.

Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) входит в число патогенов, устойчивых к антибиотикам широкого спектра действия, ответственных за большинство внутрибольничных инфекций. Эта бактерия вызывает широкий спектр заболеваний, от легких кожных инфекций до пневмонии, менингита, остеомиелита и эндокардита. Пациенты, заразившиеся золотистым стафилококком, вынуждены проводить в стационаре в среднем втрое больше времени (14,3 дня против 4,5 дней), причем риск смертельного исхода в этом случае в пять раз выше (11,2 % против 2,3 %), чем у пациентов без этой инфекции. Бактерия синтезирует пециниллазу — фермент, расщепляющий молекулы пенициллина. Для борьбы с золотистым стафилококком применялся модифицированный пенициллин — метициллин, молекула которого не разрушается этим ферментом, но в последние десятилетия возникли метициллин-устойчивые штаммы (MRSA).

Золотистый стафилококк. Фото: NIAID/Flickr

MRSA был впервые обнаружен в 1960 году, вскоре после применения метициллина в качестве варианта лечения устойчивых к пенициллину клонов стафилококка, но, возможно, возник в ходе эволюции при клиническом применении пенициллина в течение предыдущих 20 лет. Сейчас MRSA стал одним из наиболее распространенных устойчивых к антибиотикам бактериальных патогенов. Устойчивость к метициллину впоследствии появилась у многих клонов Staphylococcus aureus по всему миру, как в больницах, так и в общественных условиях, а также у свиней и коров.

Исследование, проведенное под руководством Государственного института сывороток Дании (Statens Serum Institut), было направлено на изучение распространенности в дикой природе одной из разновидностей MRSA — mecC-MRSA. Устойчивость к метициллину у этих стафилококков обеспечивает ген, произоводящий так называемый пенициллинсвязывающий белок 2a (PBP2a). Впервые mecC-MRSA был обнаружен у молочных коров, а затем и у людей, поэтому считалось, что использование антибиотиков в животноводстве обеспечивало стафилококкам с данным геном селективное преимущество, а к людям устойчивые стафилококки попали от коров.

В новом исследовании авторы изучили распространение mecC-MRSA и других видов Staphylococcus aureus у ежей в десяти странах Европы и в Новой Зеландии. «Мы проанализировали 828 образцов из области носа, кожи и лап 276 ежей, взятых из 16 центров спасения диких животных в десяти европейских странах и двух центров в Новой Зеландии», — рассказывают авторы работы. Стафилококк mecC-MRSA присутствовал у 101 из 172 ежей (222 из 516 образцов) из Англии и Уэльса (66 %, 81 из 123), Чехии (50 %, 6 из 12), Дании (50 %, 11 из 22), Португалии (29 %, 2 из 7) и Новой Зеландии (6 %, 1 из 17), напротив, все 104 ежа (312 образцов) из Греции, Румынии, Италии, Франции и Испании дали отрицательный результат на mecC-MRSA.

Значительная распространенность mecC-MRSA у ежей из некоторых стран, по словам одного из авторов работы Йеспера Ларсена, указывает на высокую вероятность того, что эволюция этих бактерий была вызвана естественным отбором в дикой природе, а не клиническим использованием антибиотиков. Исследователи полагают, что устойчивость к антибиотикам развилась у стафилококков как адаптация к необходимости существовать на коже ежей бок о бок с грибком Trichophyton erinacei, который вырабатывает собственные антибиотики.

«Используя технологию секвенирования, мы проследили гены, придающие mecC-MRSA устойчивость к антибиотикам, вплоть до их первого появления, и обнаружили, что они уже существовали примерно в девятнадцатом веке», — говорит Юэн Харрисон, исследователь из Института Уэллкома — Сенгера и Кембриджского университета.

«Наше исследование показывает, что первоначальное появление MRSA было вызвано не использованием пенициллина, а естественным биологическим процессом. Мы думаем, что MRSA возник в борьбе за выживание на коже ежей, а затем распространился на домашний скот и людей при прямом контакте, — добавляет профессор Марк Холмс из Кембриджского университета. — Существует очень большой "резервуар" в дикой природе, в котором могут выжить устойчивые к антибиотикам бактерии, и там они в нескольких шагах от того, чтобы их подхватил домашний скот, а затем заразились люди».

Результаты работы были опубликованы в журнале Nature.