עמידות לאנטיביוטיקה של מיקרואורגניזמים: שיטות קביעה

אנטיביוטיקה היא אחד ההישגים הגדולים ביותר של מדע הרפואה, והיא מצילה את חייהם של עשרות ומאות אלפי אנשים מדי שנה. עם זאת, כפי שאומרים, אפילו אישה זקנה יכולה לטעות. מה שהיה רגיל להרוג מיקרואורגניזמים פתוגניים כבר לא עובד כמו קודם. אז מה הסיבה: האם תרופות אנטי-מיקרוביאליות החמירו או שמא עמידות לאנטיביוטיקה אשמה?

קביעת עמידות לאנטיביוטיקה

תרופות אנטי-מיקרוביאליות (AMD), המכונות בדרך כלל אנטיביוטיקה, נוצרו במקור כדי להילחם בזיהומים חיידקיים. ומכיוון שמחלות שונות יכולות להיגרם לא על ידי סוג אחד, אלא על ידי מספר סוגים של חיידקים, המשולבים לקבוצות, פותחו בתחילה תרופות יעילות כנגד קבוצה מסוימת של גורמים זיהומיים.

אבל חיידקים, למרות הפשוטים ביותר, מפתחים באופן פעיל אורגניזמים, ורוכשים עוד ועוד תכונות חדשות עם הזמן. האינסטינקט לשימור עצמי ויכולת ההסתגלות לתנאי חיים שונים מחזקים את המיקרואורגניזמים הפתוגניים. בתגובה לאיום על החיים, הם מתחילים לפתח את היכולת להתנגד לו, ומפרישים סוד שמחליש או מנטרל לחלוטין את השפעת החומר הפעיל של תרופות אנטי-מיקרוביאליות.

מסתבר שאנטיביוטיקה שהייתה יעילה בעבר פשוט מפסיקה לבצע את תפקידה. במקרה זה, אנו מדברים על התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה לתרופה. והבעיה כאן אינה כלל ביעילות החומר הפעיל של ה-AMP, אלא במנגנוני שיפור המיקרואורגניזמים הפתוגניים, שבגללם חיידקים הופכים לחסרי רגישות לאנטיביוטיקה שנועדה להילחם בהם.

לכן, עמידות לאנטיביוטיקה אינה אלא ירידה ברגישות של חיידקים לתרופות אנטי-מיקרוביאליות שנוצרו כדי להשמיד אותם. זו הסיבה לכך שטיפול בתרופות שנבחרו נכון לכאורה אינו נותן את התוצאות הצפויות.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

בעיית העמידות לאנטיביוטיקה

חוסר ההשפעה של טיפול אנטיביוטי, הקשור לעמידות לאנטיביוטיקה, מוביל לכך שהמחלה ממשיכה להתקדם ולהחמיר, שהטיפול בה הופך לקשה עוד יותר. מסוכנים במיוחד הם מקרים בהם הזיהום החיידקי פוגע באיברים חיוניים: הלב, הריאות, המוח, הכליות וכו', כי במקרה זה, עיכוב הוא כמוות.

הסכנה השנייה היא שחלק מהמחלות עלולות להפוך לכרוניות אם טיפול אנטיביוטי אינו מספיק. אדם הופך לנשא של מיקרואורגניזמים מתקדמים העמידים לאנטיביוטיקה מקבוצה מסוימת. כעת הוא מקור זיהום, שאין טעם להילחם בו בשיטות הישנות.

כל זה דוחף את מדע התרופות להמציא תרופות חדשות ויעילות יותר עם חומרים פעילים אחרים. אבל התהליך שוב מסתובב עם התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה לתרופות חדשות מקטגוריית החומרים האנטי-מיקרוביאליים.

אם מישהו חושב שבעיית העמידות לאנטיביוטיקה צצה לאחרונה, הוא טועה מאוד. בעיה זו עתיקה כמו העולם. ובכן, אולי לא כל כך עתיקה, אבל עדיין, היא כבר בת 70-75 שנה. על פי התיאוריה המקובלת, היא הופיעה יחד עם הכנסת האנטיביוטיקה הראשונה לפרקטיקה הרפואית אי שם בשנות ה-40 של המאה העשרים.

למרות שקיימת תפיסה של הופעה מוקדמת יותר של בעיית עמידות המיקרואורגניזמים, לפני הופעת האנטיביוטיקה, בעיה זו לא טופלה במיוחד. אחרי הכל, זה כל כך טבעי שחיידקים, כמו יצורים חיים אחרים, ניסו להסתגל לתנאי סביבה קשים, ועשו זאת בדרכם שלהם.

בעיית העמידות של חיידקים פתוגניים הזכירה לנו את עצמה כאשר הופיעו האנטיביוטיקה הראשונה. נכון, הנושא לא היה כה דחוף אז. באותה תקופה פותחו באופן פעיל קבוצות שונות של חומרים אנטיבקטריאליים, דבר שנבע במידה מסוימת מהמצב הפוליטי הלא נוח בעולם, מפעולות צבאיות, כאשר חיילים מתו מפצעים ומאלח דם רק משום שלא יכלו לקבל עזרה יעילה עקב היעדר תרופות נחוצות. תרופות אלו פשוט לא היו קיימות עדיין.

המספר הגדול ביותר של פיתוחים בוצע בשנות ה-50-60 של המאה ה-20, ובמהלך שני העשורים הבאים בוצע שיפור בהם. ההתקדמות לא הסתיימה שם, אך מאז שנות ה-80, ההתפתחויות בנוגע לחומרים אנטיבקטריאליים פחתו באופן ניכר. בין אם זה נובע מהעלות הגבוהה של מיזם זה (פיתוח ושחרור של תרופה חדשה מגיע כיום לגבול של 800 מיליון דולר) או מהיעדר הבנאלי של רעיונות חדשים בנוגע לחומרים פעילים "בעלי אופי לוחמני" עבור תרופות חדשניות, אך בהקשר לכך, בעיית העמידות לאנטיביוטיקה מגיעה לרמה מפחידה חדשה.

על ידי פיתוח AMPs מבטיחים ויצירת קבוצות חדשות של תרופות כאלה, קיוו מדענים להביס סוגים רבים של זיהומים חיידקיים. אך התברר שהכל לא כל כך פשוט "בזכות" עמידות לאנטיביוטיקה, המתפתחת די מהר בזני חיידקים מסוימים. ההתלהבות דועכת בהדרגה, אך הבעיה נותרה בלתי פתורה במשך זמן רב.

עדיין לא ברור כיצד מיקרואורגניזמים יכולים לפתח עמידות לתרופות שאמורות להרוג אותם? כאן עלינו להבין ש"הריגת" החיידקים מתרחשת רק כאשר התרופה משמשת כמתוכנן. אבל מה באמת יש לנו?

גורמים לעמידות לאנטיביוטיקה

כאן אנו מגיעים לשאלה המרכזית: מי אשם בכך שחיידקים, כאשר הם נחשפים לחומרים אנטיבקטריאליים, אינם מתים, אלא נולדים מחדש, רוכשים תכונות חדשות הרחוקות מלהיות מועילות לאנושות? מה מעורר שינויים כאלה המתרחשים במיקרואורגניזמים שהם הגורם למחלות רבות שהאנושות נלחמת בהן במשך עשרות שנים?

ברור שהסיבה האמיתית להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה היא יכולתם של אורגניזמים חיים לשרוד בתנאים שונים, ולהסתגל אליהם בדרכים שונות. אבל לחיידקים אין דרך להתחמק מקליע קטלני בצורת אנטיביוטיקה, שבתיאוריה אמור להביא להם מוות. אז איך זה קורה שהם לא רק שורדים, אלא גם משתפרים במקביל לשיפור הטכנולוגיות הפרמצבטיות?

חשוב להבין שאם יש בעיה (במקרה שלנו, התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה במיקרואורגניזמים פתוגניים), אז יש גם גורמים מעוררים שיוצרים תנאים לכך. זו בדיוק הבעיה שננסה לפתור עכשיו.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

גורמים בהתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה

כאשר אדם מגיע לרופא עם תלונות בריאותיות, הוא מצפה לעזרה מוסמכת ממומחה. אם מדובר בזיהום בדרכי הנשימה או בזיהומים חיידקיים אחרים, תפקידו של הרופא הוא לרשום אנטיביוטיקה יעילה שתמנע מהמחלה להתקדם, ולקבוע את המינון הדרוש למטרה זו.

לרופא יש מבחר גדול של תרופות, אבל איך אפשר לקבוע את התרופה שבאמת תעזור לכם להתמודד עם הזיהום? מצד אחד, כדי להצדיק מרשם לתרופה אנטי-מיקרוביאלית, עליכם תחילה לברר את סוג הפתוגן, על פי התפיסה האטיוטרופית של בחירת תרופות, הנחשבת לנכונה ביותר. אבל מצד שני, זה יכול להימשך עד 3 ימים או יותר, בעוד שהתנאי החשוב ביותר לטיפול מוצלח נחשב לטיפול בזמן בשלבים המוקדמים של המחלה.

לרופא אין ברירה אלא לפעול באופן כמעט אקראי בימים הראשונים לאחר קבלת האבחון, על מנת להאט איכשהו את המחלה ולמנוע את התפשטותה לאיברים אחרים (גישה אמפירית). בעת רושם טיפול אמבולטורי, הרופא המטפל מניח שהגורם למחלה מסוימת עשוי להיות סוגים מסוימים של חיידקים. זוהי הסיבה לבחירה הראשונית של התרופה. המרשם עשוי לעבור שינויים בהתאם לתוצאות הניתוח לגורם הסיבתי.

וטוב אם מרשם הרופא יאושר על ידי תוצאות הבדיקה. אחרת, לא רק זמן יאבד. העובדה היא שלטיפול מוצלח יש תנאי הכרחי נוסף - נטרול מוחלט (בטרמינולוגיה רפואית יש מושג של "הקרנה") של מיקרואורגניזמים פתוגניים. אם זה לא יקרה, המיקרואורגניזמים ששרדו פשוט "יתגברו על המחלה", והם יפתחו סוג של חסינות לחומר הפעיל של התרופה האנטי-מיקרוביאלית שגרמה ל"מחלה" שלהם. זה טבעי כמו ייצור נוגדנים בגוף האדם.

מתברר שאם האנטיביוטיקה נבחרת בצורה שגויה או שהמינון ומשטר מתן התרופה אינם יעילים, מיקרואורגניזמים פתוגניים עלולים לא למות, אלא להשתנות או לרכוש יכולות שלא היו אופייניות קודם לכן. בזמן ההתרבות, חיידקים כאלה יוצרים אוכלוסיות שלמות של זנים עמידים לאנטיביוטיקה מקבוצה מסוימת, כלומר חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.

גורם נוסף המשפיע לרעה על רגישותם של מיקרואורגניזמים פתוגניים להשפעות של תרופות אנטיבקטריאליות הוא השימוש ב-AMP בגידול בעלי חיים וברפואה וטרינרית. השימוש באנטיביוטיקה באזורים אלה אינו תמיד מוצדק. בנוסף, זיהוי הפתוגן ברוב המקרים אינו מתבצע או מתבצע באיחור, מכיוון שאנטיביוטיקה משמשת בעיקר לטיפול בבעלי חיים במצב חמור למדי, כאשר הזמן דוחק, ואין אפשרות להמתין לתוצאות הבדיקה. ובכפר, לווטרינר לא תמיד יש אפילו הזדמנות כזו, ולכן הוא פועל "בעיוורון".

אבל זה לא יהיה כלום, אלא שיש בעיה גדולה נוספת - המנטליות האנושית, שבה כל אחד הוא הרופא של עצמו. יתר על כן, התפתחות טכנולוגיית המידע והיכולת לקנות את רוב האנטיביוטיקה ללא מרשם רופא רק מחריפות את הבעיה הזו. ואם ניקח בחשבון שיש לנו יותר רופאים עצמאיים לא מוסמכים מאשר כאלה שמקיימים בקפדנות את הוראות הרופא והמלצותיו, הבעיה הופכת לגלובלית בקנה מידה.

במדינתנו, המצב מחמיר בשל העובדה שרוב האנשים נותרים חסרי פירעון כלכלית. אין להם הזדמנות לרכוש תרופות יעילות אך יקרות מהדור החדש. במקרה זה, הם מחליפים את המרשם של הרופא באנלוגים ישנים וזולים יותר או בתרופות המומלצות על ידי חברם הטוב ביותר או חבר יודע-כל.

"זה עזר לי, וזה יעזור לך!" - האם אפשר להתווכח עם זה אם המילים יוצאות מפי שכן חכם בעל ניסיון חיים עשיר שעבר את המלחמה? ומעטים חושבים שבזכות אנשים קוראים ובוטחים כמונו, מיקרואורגניזמים פתוגניים הסתגלו מזמן לשרוד תחת השפעת תרופות שהומלצו בעבר. ומה שעזר לסבא לפני 50 שנה עשוי להתברר כלא יעיל בזמננו.

ומה אפשר לומר על פרסום ועל הרצון הבלתי מוסבר של אנשים מסוימים לנסות חידושים על עצמם ברגע שמחלה עם תסמינים מתאימים מופיעה. ולמה כל הרופאים האלה, אם יש תרופות כל כך נפלאות שאנחנו לומדים עליהן מעיתונים, מסכי טלוויזיה ודפי אינטרנט? רק שהטקסט על תרופות עצמיות הפך כל כך משעמם לכולם שעכשיו מעטים שמים לב אליו. ולשווא!

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

מנגנוני עמידות לאנטיביוטיקה

עמידות לאנטיביוטיקה הפכה לאחרונה לבעיה מספר אחת בתעשיית התרופות, המפתחת תרופות אנטי-מיקרוביאליות. העובדה היא שהיא אופיינית כמעט לכל סוגי החיידקים הידועים, ולכן טיפול אנטיביוטי הופך לפחות ופחות יעיל. פתוגנים נפוצים כמו סטפילוקוקים, אי קולי, פסאודומונס אירוגינוזה ופרוטאוס הם בעלי זנים עמידים הנפוצים יותר מאבותיהם, הרגישים לאנטיביוטיקה.

עמידות לקבוצות שונות של אנטיביוטיקה, ואפילו לתרופות בודדות, מתפתחת בצורה שונה. פניצילין וטטרציקלינים ישנים וטובים, כמו גם פיתוחים חדשים יותר בצורת צפלוספורינים ואמינוגליקוזידים, מאופיינים בהתפתחות איטית של עמידות לאנטיביוטיקה, והשפעתם הטיפולית פוחתת במקביל לכך. לא ניתן לומר את אותו הדבר על תרופות כאלה, שהחומר הפעיל שלהן הוא סטרפטומיצין, אריתרומיצין, רימפמפיצין ולינקומיצין. עמידות לתרופות אלו מתפתחת במהירות, ולכן יש לשנות את המרשם גם במהלך הטיפול, מבלי להמתין לסיומו. אותו הדבר נכון גם לגבי אולנדומיצין ופוסידין.

כל זה נותן עילה להניח שמנגנוני התפתחות עמידות לאנטיביוטיקה לתרופות שונות שונים באופן משמעותי. בואו ננסה להבין אילו תכונות של חיידקים (טבעיות או נרכשות) אינן מאפשרות לאנטיביוטיקה לייצר את הקרינה שלהן, כפי שתוכנן במקור.

ראשית, נגדיר שעמידות בחיידקים יכולה להיות טבעית (פונקציות הגנה שניתנו לה בתחילה) ונרכשת, כפי שדנו לעיל. עד כה, דיברנו בעיקר על עמידות אמיתית לאנטיביוטיקה הקשורה למאפייני המיקרואורגניזם, ולא על בחירה או מרשם שגוי של התרופה (במקרה זה, אנו מדברים על עמידות כוזבת לאנטיביוטיקה).

לכל יצור חי, כולל פרוטוזואה, יש מבנה ייחודי משלו וכמה תכונות המאפשרות לו לשרוד. כל זה נקבע גנטית ועובר מדור לדור. עמידות טבעית לחומרים פעילים ספציפיים של אנטיביוטיקה נקבעת גם היא גנטית. יתר על כן, בסוגים שונים של חיידקים, העמידות מופנית לסוג מסוים של תרופה, ולכן מפותחות קבוצות שונות של אנטיביוטיקה המשפיעות על סוג מסוים של חיידקים.

הגורמים הקובעים עמידות טבעית עשויים להיות שונים. לדוגמה, מבנה קליפת החלבון של מיקרואורגניזם עשוי להיות כזה שאנטיביוטיקה אינה מסוגלת להתמודד איתה. אבל אנטיביוטיקה יכולה להשפיע רק על מולקולת החלבון, להרוס אותה ולגרום למותו של המיקרואורגניזם. פיתוח אנטיביוטיקה יעילה כרוך בהתחשבות במבנה החלבונים של החיידקים שנגדם מכוונת התרופה.

לדוגמה, עמידות אנטיביוטית של סטפילוקוקים לאמינוגליקוזידים נובעת מהעובדה שהאחרונים אינם יכולים לחדור את קרום המיקרוביאלים.

כל פני השטח של החיידק מכוסים בקולטנים, אליהם סוגים מסוימים נקשרים קולטני AMP. מספר קטן של קולטנים מתאימים או היעדרם המוחלט מובילים לעובדה שלא מתרחשת קשירה, ולכן ההשפעה האנטיבקטריאלית נעדרת.

בין שאר הקולטנים, ישנם כאלה המשמשים כמעין מגדלור לאנטיביוטיקה, ומאותתים על מיקום החיידקים. היעדר קולטנים כאלה מאפשר למיקרואורגניזם להסתתר מפני סכנה בצורת AMP, שהוא סוג של מסווה.

לחלק מהמיקרואורגניזמים יש יכולת טבעית להסיר באופן פעיל AMP מהתא. יכולת זו נקראת שפיכה והיא מאפיינת את עמידותו של Pseudomonas aeruginosa לקרבפנמים.

מנגנון ביוכימי של עמידות לאנטיביוטיקה

בנוסף למנגנונים הטבעיים שהוזכרו לעיל להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה, קיים מנגנון נוסף שאינו קשור למבנה התא החיידקי, אלא לפונקציונליות שלו.

העובדה היא שהחיידקים בגוף יכולים לייצר אנזימים שיכולים להשפיע לרעה על המולקולות של החומר הפעיל של ה-AMP ולהפחית את יעילותו. חיידקים סובלים גם הם בעת אינטראקציה עם אנטיביוטיקה כזו, השפעתם נחלשת באופן ניכר, מה שיוצר מראה של החלמה מהזיהום. עם זאת, החולה נשאר נשא של הזיהום החיידקי למשך זמן מה לאחר מה שנקרא "החלמה".

במקרה זה, אנו עוסקים בשינוי של האנטיביוטיקה, וכתוצאה מכך היא הופכת ללא פעילה כנגד סוג זה של חיידקים. האנזימים המיוצרים על ידי סוגים שונים של חיידקים עשויים להיות שונים. סטפילוקוקים מאופיינים בסינתזה של בטא-לקטמאז, אשר מעוררת שבירה בטבעת הלקטם של אנטיביוטיקה פניצילין. ייצור אצטילטרנספראז יכול להסביר את עמידותם של חיידקים גרם-שליליים לכלורמפניקול וכו'.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ]

עמידות נרכשת לאנטיביוטיקה

חיידקים, כמו אורגניזמים אחרים, אינם חסינים מפני האבולוציה. בתגובה לפעולות "צבאיות" נגדם, מיקרואורגניזמים יכולים לשנות את המבנה שלהם או להתחיל לסנתז כמות כזו של חומר אנזים המסוגלת לא רק להפחית את יעילות התרופה, אלא גם להרוס אותה לחלוטין. לדוגמה, ייצור פעיל של אלנין טרנספראז הופך את "ציקלוזרין" ללא יעיל כנגד חיידקים המייצרים אותו בכמויות גדולות.

עמידות לאנטיביוטיקה יכולה להתפתח גם כתוצאה משינוי במבנה התא של חלבון שהוא גם הקולטן שלו, שאליו אמור להיקשר ה-AMP. כלומר, סוג זה של חלבון עשוי להיעדר מכרומוזום החיידק או לשנות את תכונותיו, וכתוצאה מכך הקשר בין החיידק לאנטיביוטיקה הופך לבלתי אפשרי. לדוגמה, אובדן או שינוי של חלבון הקושר פניצילין גורמים לחוסר רגישות לפניצילין וצפלוספורינים.

כתוצאה מהתפתחות והפעלה של תפקודי הגנה בחיידקים שנחשפו בעבר לפעולה ההרסנית של סוג מסוים של אנטיביוטיקה, משתנה חדירות קרום התא. ניתן להשיג זאת על ידי צמצום הערוצים שדרכם החומרים הפעילים של AMP יכולים לחדור לתא. תכונה זו היא הגורמת לחוסר הרגישות של סטרפטוקוקים לאנטיביוטיקה של בטא-לקטם.

אנטיביוטיקה מסוגלת להשפיע על חילוף החומרים התאי של חיידקים. בתגובה לכך, מיקרואורגניזמים מסוימים למדו להסתדר ללא תגובות כימיות המושפעות מאנטיביוטיקה, וזהו גם מנגנון נפרד להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה, הדורש ניטור מתמיד.

לפעמים חיידקים פונים לתכסיס מסוים. על ידי היצמדות לחומר צפוף, הם מתאחדים לקהילות הנקראות ביופילמים. בתוך הקהילה, הם פחות רגישים לאנטיביוטיקה ויכולים לסבול בקלות מינונים קטלניים עבור חיידק בודד שחי מחוץ ל"קולקטיב".

אפשרות נוספת היא איחוד מיקרואורגניזמים לקבוצות על פני השטח של מצע נוזלי למחצה. גם לאחר חלוקת התאים, חלק מ"משפחת" החיידקים נשאר בתוך ה"קבוצה", שאינה מושפעת מאנטיביוטיקה.

[ 24 ], [ 25 ], [ 26 ], [ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ]

גנים של עמידות לאנטיביוטיקה

ישנם מושגים של עמידות גנטית ועמידות לא גנטית לתרופות. אנו עוסקים באחרון כאשר אנו בוחנים חיידקים בעלי חילוף חומרים לא פעיל, שאינם נוטים להתרבות בתנאים רגילים. חיידקים כאלה יכולים לפתח עמידות לאנטיביוטיקה לסוגים מסוימים של תרופות, אולם יכולת זו אינה מועברת לצאצאיהם, מכיוון שהיא אינה נקבעת גנטית.

זה אופייני למיקרואורגניזמים פתוגניים הגורמים לשחפת. אדם יכול להידבק ולא לחשוד במחלה במשך שנים רבות עד שהמערכת החיסונית שלו נכשלת מסיבה כלשהי. זהו הדחף להתרבות של חיידקי מיקובקטריה ולהתקדמות המחלה. אבל אותן תרופות משמשות לטיפול בשחפת, מכיוון שצאצא החיידקים עדיין נשאר רגיש אליהן.

אותו הדבר נכון גם לגבי אובדן חלבון בדופן התא של מיקרואורגניזמים. הבה נזכיר שוב את נושא החיידקים הרגישים לפניצילין. פניצילין מעכב את הסינתזה של חלבון המשמש לבניית קרום התא. תחת השפעת חומצות אמינו אנטיביוטיות מסוג פניצילין, מיקרואורגניזמים יכולים לאבד את דופן התא, שחומר הבניין שלה הוא חלבון קושר פניצילין. חיידקים כאלה הופכים עמידים לפניצילין ולצפלוספורינים, שכעת אין להם למה להיקשר. זוהי תופעה זמנית, שאינה קשורה למוטציה גנטית ולהעברת הגן המותאם בתורשה. עם הופעת דופן התא האופיינית לאוכלוסיות קודמות, העמידות לאנטיביוטיקה בחיידקים כאלה נעלמת.

עמידות גנטית לאנטיביוטיקה מתרחשת כאשר שינויים בתאים ובמטבוליזם בתוכם מתרחשים ברמת הגן. מוטציות גנטיות יכולות לגרום לשינויים במבנה קרום התא, לעורר ייצור אנזימים המגנים על חיידקים מפני אנטיביוטיקה, וגם לשנות את מספרם ותכונותיהם של קולטני תאי חיידקים.

ישנן שתי דרכים להתפתחות אירועים: כרומוזומלית ואקסטראכרומוזומלית. אם מוטציה גנטית מתרחשת בחלק הכרומוזומי האחראי לרגישות לאנטיביוטיקה, היא נקראת עמידות כרומוזומלית לאנטיביוטיקה. מוטציה כזו עצמה מתרחשת לעיתים רחוקות ביותר, בדרך כלל היא נגרמת על ידי פעולת תרופות, אך שוב לא תמיד. קשה מאוד לשלוט בתהליך זה.

מוטציות כרומוזומליות יכולות לעבור מדור לדור, ויוצרות בהדרגה זנים מסוימים של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה מסוימת.

עמידות לאנטיביוטיקה חוץ-כרומוזומלית נגרמת על ידי אלמנטים גנטיים הקיימים מחוץ לכרומוזומים ונקראים פלסמידים. אלמנטים אלה מכילים גנים האחראים על ייצור אנזימים וחדירות דופן החיידקים.

עמידות לאנטיביוטיקה היא לרוב תוצאה של העברה אופקית של גנים, כאשר חיידק אחד מעביר גנים מסוימים לאחרים שאינם צאצאיו. אך לעיתים, ניתן לראות מוטציות נקודתיות שאינן קשורות בגנום הפתוגן (גודל 1 ל-108 לכל תהליך של העתקת ה-DNA של תא האם, דבר הנצפה במהלך שכפול הכרומוזומים).

כך, בסתיו 2015, מדענים מסין תיארו את הגן MCR-1, שנמצא במעיים של חזיר וחזיר. הייחודיות של גן זה היא האפשרות להעברה לאורגניזמים אחרים. לאחר זמן מה, אותו גן נמצא לא רק בסין, אלא גם במדינות אחרות (ארה"ב, אנגליה, מלזיה, מדינות אירופה).

גנים של עמידות לאנטיביוטיקה יכולים לעורר את ייצורם של אנזימים שלא יוצרו בעבר בגוף החיידקים. לדוגמה, האנזים NDM-1 (מטאלו-בטא-לקטמאז 1), שהתגלה בחיידקי Klebsiella pneumoniae בשנת 2008. הוא התגלה לראשונה בחיידקים מהודו. אך בשנים שלאחר מכן, האנזים המספק עמידות לאנטיביוטיקה לרוב גנים של אנטיביוטיקה מסוג AMP נמצא גם במיקרואורגניזמים במדינות אחרות (בריטניה, פקיסטן, ארה"ב, יפן, קנדה).

מיקרואורגניזמים פתוגניים יכולים להראות עמידות הן לתרופות מסוימות או לקבוצות אנטיביוטיקה, והן לקבוצות שונות של תרופות. קיימת עמידות צולבת לאנטיביוטיקה, כאשר מיקרואורגניזמים הופכים לא רגישים לתרופות בעלות מבנה כימי או מנגנון פעולה דומה על חיידקים.

עמידות לאנטיביוטיקה של סטפילוקוקים

זיהום סטפילוקוקלי נחשב לאחד הנפוצים ביותר בקרב זיהומים הנרכשים בקהילה. עם זאת, אפילו בתנאי בית חולים, ניתן למצוא כ-45 זנים שונים של סטפילוקוקוס על פני השטח של חפצים שונים. משמעות הדבר היא שהמאבק בזיהום זה הוא כמעט המשימה העיקרית של עובדי בריאות.

הקושי במשימה זו הוא שרוב הזנים של הסטפילוקוקים הפתוגניים ביותר, סטפילוקוקוס אפידרמידיס וסטפילוקוקוס אאורוס, עמידים לסוגים רבים של אנטיביוטיקה. ומספרם של זנים כאלה גדל מדי שנה.

היכולת של סטפילוקוקים לעבור מוטציות גנטיות מרובות בהתאם לסביבת המחייה שלהם הופכת אותם לחסינים כמעט לחלוטין. מוטציות עוברות לצאצאיהם, ודורות שלמים של גורמים זיהומיים עמידים לאנטיביוטיקה מהסוג סטפילוקוקים מופיעים בפרקי זמן קצרים.

הבעיה הגדולה ביותר היא זנים עמידים למתיצילין, שעמידים לא רק לבטא-לקטמים (אנטיביוטיקה ממשפחת בטא-לקטמים: תת-קבוצות מסוימות של פניצילין, צפלוספורינים, קרבפנמים ומונובקטמים), אלא גם לסוגים אחרים של אנטיביוטיקה מסוג AMP: טטרציקלינים, מקרולידים, לינקוסמידים, אמינוגליקוזידים, פלואורוקינולונים, כלורמפניקול.

במשך זמן רב, ניתן היה להשמיד את הזיהום רק בעזרת גליקופפטידים. כיום, בעיית העמידות לאנטיביוטיקה של זנים כאלה של סטפילוקוקוס נפתרת על ידי סוג חדש של AMP - אוקסאזולידינונים, שנציג בולט שלהם הוא לינזוליד.

[ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ], [ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]

שיטות לקביעת עמידות לאנטיביוטיקה

בעת יצירת תרופות אנטיבקטריאליות חדשות, חשוב מאוד להגדיר בבירור את תכונותיהן: כיצד הן פועלות ונגד אילו חיידקים הן יעילות. ניתן לקבוע זאת רק באמצעות מחקר מעבדתי.

ניתן לבצע בדיקות עמידות לאנטיביוטיקה באמצעות מגוון שיטות, שהנפוצות ביותר הן:

• שיטת הדיסק, או דיפוזיה של AMP לתוך אגר לפי קירבי-באייר
• שיטת דילול סדרתי
• זיהוי גנטי של מוטציות הגורמות לעמידות לתרופות.

השיטה הראשונה נחשבת כיום לנפוצה ביותר בשל עלותה הנמוכה וקלות יישומה. מהות שיטת הדיסק היא שזני החיידקים המבודדים כתוצאה מהמחקר מונחים במצע מזין בעל צפיפות מספקת ומכוסים בדיסקות נייר ספוגות בתמיסת AMP. ריכוז האנטיביוטיקה על הדיסקות שונה, כך שכאשר התרופה מתפזרת לסביבה החיידקית, ניתן לצפות במפל ריכוזים. ניתן להשתמש בגודל האזור ללא גידול מיקרואורגניזמים כדי לשפוט את פעילות התרופה ולחשב את המינון האפקטיבי.

גרסה נוספת של שיטת הדיסק היא מבחן ה-E. במקרה זה, במקום דיסקיות, משתמשים בלוחות פולימר, עליהם מוחל ריכוז מסוים של אנטיביוטיקה.

החסרונות של שיטות אלו כוללים את חוסר הדיוק של החישובים הקשורים לתלות של מפל הריכוזים בתנאים שונים (צפיפות המדיום, טמפרטורה, חומציות, תכולת סידן ומגנזיום וכו').

שיטת הדילול הסדרתי מבוססת על יצירת מספר וריאנטים של מצע נוזלי או מוצק המכיל ריכוזים שונים של התרופה הנחקרת. כל וריאנט מאוכלס בכמות מסוימת של החומר החיידקי הנחקר. בסוף תקופת הדגירה, נבדקת גדילת החיידקים או היעדרם. שיטה זו מאפשרת לקבוע את המינון המינימלי היעיל של התרופה.

ניתן לפשט את השיטה על ידי לקיחת דגימה של 2 מצע בלבד, שריכוזם יהיה קרוב ככל האפשר למינימום הנדרש להשבתת חיידקים.

שיטת הדילול הסדרתי נחשבת בצדק לתקן הזהב לקביעת עמידות לאנטיביוטיקה. עם זאת, בשל עלותה הגבוהה ועוצמת העבודה שלה, היא לא תמיד ישימה בפרמקולוגיה ביתית.

שיטת זיהוי המוטציות מספקת מידע על נוכחותם של גנים שעברו שינוי בזן חיידקי מסוים התורמים להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה לתרופות ספציפיות, ובמסגרת זו, מאפשרת שיטתיות של מצבים מתעוררים תוך התחשבות בדמיון בין ביטויים פנוטיפיים.

שיטה זו מאופיינת בעלות הגבוהה של מערכות בדיקה ליישומה; עם זאת, ערכה לחיזוי מוטציות גנטיות בחיידקים אינו ניתן להכחשה.

לא משנה כמה יעילות השיטות הנ"ל לחקר עמידות לאנטיביוטיקה, הן אינן יכולות לשקף במלואה את התמונה שתתפתח באורגניזם חי. ואם ניקח בחשבון גם את העובדה שגופו של כל אדם הוא אינדיבידואלי, ותהליכי ההפצה והמטבוליזם של תרופות יכולים להתרחש בו בצורה שונה, התמונה הניסויית יכולה להיות רחוקה מאוד מהמציאות.

דרכים להתגבר על עמידות לאנטיביוטיקה

לא משנה כמה טובה תרופה, בהתחשב בגישתנו הנוכחית לטיפול, איננו יכולים לשלול את העובדה שבשלב מסוים רגישותם של מיקרואורגניזמים פתוגניים אליה עשויה להשתנות. יצירת תרופות חדשות עם אותם רכיבים פעילים גם אינה פותרת את בעיית העמידות לאנטיביוטיקה. ורגישותם של מיקרואורגניזמים לדורות חדשים של תרופות נחלשת בהדרגה עם מרשמים תכופים לא מוצדקים או שגויים.

פריצת דרך בהקשר זה היא המצאת תרופות משולבות, הנקראות מוגנות. השימוש בהן מוצדק ביחס לחיידקים המייצרים אנזימים הרסניים לאנטיביוטיקה קונבנציונלית. הגנה על אנטיביוטיקה פופולרית מושגת על ידי הכללת חומרים מיוחדים בהרכב התרופה החדשה (לדוגמה, מעכבי אנזימים המסוכנים לסוג מסוים של AMP), אשר עוצרים את ייצור האנזימים הללו על ידי חיידקים ומונעים את סילוק התרופה מהתא באמצעות משאבת ממברנה.

חומצה קלוולנית או סולבקטם משמשים בדרך כלל כמעכבי בטא-לקטמאז. הם מתווספים לאנטיביוטיקה של בטא-לקטם, ובכך מגבירים את יעילותה של האחרונה.

כיום, מפותחות תרופות שיכולות להשפיע לא רק על חיידקים בודדים, אלא גם על כאלה שהתאחדו לקבוצות. המאבק בחיידקים בביופילם יכול להתבצע רק לאחר השמדתו ושחרור אורגניזמים שהיו קשורים בעבר זה לזה באמצעות אותות כימיים. מבחינת האפשרות להשמיד ביופילם, מדענים שוקלים סוג כזה של תרופות כמו בקטריופאג'ים.

המאבק ב"קבוצות" חיידקים אחרות מתבצע על ידי העברתן לסביבה נוזלית, שם המיקרואורגניזמים מתחילים להתקיים בנפרד, וכעת ניתן להילחם בהם באמצעות תרופות קונבנציונליות.

כאשר מתמודדים עם תופעת העמידות במהלך הטיפול בתרופה, רופאים פותרים את הבעיה על ידי מרשם תרופות שונות היעילות כנגד החיידקים המבודדים, אך בעלות מנגנוני פעולה שונים על המיקרופלורה הפתוגנית. לדוגמה, הם משתמשים בו זמנית בתרופות בעלות פעולה חיידקית ובקטריוסטטית או מחליפים תרופה אחת באחרת מקבוצה אחרת.

מניעת עמידות לאנטיביוטיקה

המטרה העיקרית של טיפול אנטיביוטי נחשבת להשמדה מוחלטת של אוכלוסיית החיידקים הפתוגניים בגוף. משימה זו ניתנת לפתרון רק על ידי מתן תרופות אנטי-מיקרוביאליות יעילות.

יעילות התרופה נקבעת על ידי ספקטרום הפעילות שלה (האם הפתוגן שזוהה נכלל בספקטרום זה), היכולת להתגבר על מנגנוני עמידות לאנטיביוטיקה, ומשטר המינון הנבחר בצורה אופטימלית אשר הורג מיקרופלורה פתוגנית. בנוסף, בעת מרשם תרופה, יש לקחת בחשבון את הסבירות לתופעות לוואי ואת זמינות הטיפול עבור כל מטופל בנפרד.

לא ניתן לקחת בחשבון את כל ההיבטים הללו בגישה אמפירית לטיפול בזיהומים חיידקיים. נדרשת מקצועיות גבוהה של הרופא ומעקב מתמיד אחר מידע על זיהומים ותרופות יעילות למאבק בהם, על מנת שהמרשם לא יהיה בלתי מוצדק ולא יוביל להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה.

הקמת מרכזים רפואיים המצוידים בציוד היי-טק מאפשרת תרגול טיפול אתיוטרופי, כאשר הפתוגן מזוהה לראשונה בפרק זמן קצר יותר, ולאחר מכן נקבעת תרופה יעילה.

מניעת עמידות לאנטיביוטיקה יכולה להיחשב גם כבקרה על מתן תרופות. לדוגמה, במקרה של זיהומים אנטיביוטיים חריפים (ARVI), מתן אנטיביוטיקה אינו מוצדק בשום צורה, אך הוא תורם להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה של מיקרואורגניזמים הנמצאים במצב "רדום" לעת עתה. העובדה היא שאנטיביוטיקה יכולה לעורר היחלשות של מערכת החיסון, אשר בתורה תגרום להתרבות זיהום חיידקי החבוי בתוך הגוף או חודר אליו מבחוץ.

חשוב מאוד שהתרופות שנקבעו יתאימו למטרה שיש להשיג. אפילו תרופה שנקבעת למטרות מניעה חייבת להיות בעלת כל התכונות הדרושות להשמדת מיקרופלורה פתוגנית. בחירת תרופה באופן אקראי עלולה לא רק שלא לתת את האפקט הצפויה, אלא גם להחמיר את המצב על ידי פיתוח עמידות לתרופה של סוג מסוים של חיידקים.

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת למינון. מינונים קטנים שאינם יעילים במלחמה בזיהום מובילים שוב להתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה במיקרואורגניזמים פתוגניים. אך אסור להגזים, מכיוון שטיפול אנטיביוטי עלול לגרום לתופעות רעילות ולתגובות אנפילקטיות המסוכנות לחייו של המטופל. במיוחד אם הטיפול מתבצע על בסיס אמבולטורי ללא פיקוח של צוות רפואי.

על התקשורת להעביר לאנשים את הסכנות שבטיפול עצמי באנטיביוטיקה, כמו גם טיפול לא גמור, כאשר חיידקים אינם מתים, אלא רק הופכים פחות פעילים עם מנגנון מפותח של עמידות לאנטיביוטיקה. תרופות זולות ולא מורשות, שחברות תרופות בלתי חוקיות מציבות כאנלוגים תקציביים לתרופות קיימות, משפיעות באותה מידה.

אמצעי יעיל ביותר למניעת עמידות לאנטיביוטיקה נחשב לניטור מתמיד של גורמים זיהומיים קיימים והתפתחות עמידות לאנטיביוטיקה בהם, לא רק ברמה המחוזית או האזורית, אלא גם בקנה מידה לאומי (ואפילו עולמי). למרבה הצער, על כך אנו יכולים רק לחלום.

באוקראינה אין מערכת בקרת זיהומים כשלעצמה. אומצו רק הוראות בודדות, שאחת מהן (בשנת 2007!), הנוגעת לבתי חולים למיילדות, קובעת את הכנסת שיטות שונות לניטור זיהומים הנרכשים בבתי חולים. אבל הכל שוב מסתכם בכסף, ומחקרים כאלה בדרך כלל אינם מתבצעים באופן מקומי, שלא לדבר על רופאים מענפי רפואה אחרים.

בפדרציה הרוסית, בעיית העמידות לאנטיביוטיקה טופלה באחריות רבה יותר, והפרויקט "מפת העמידות לאנטיביוטיקה של רוסיה" הוא הוכחה לכך. ארגונים גדולים כמו מכון המחקר לכימותרפיה אנטימיקרוביאלית, האיגוד הבין-אזורי למיקרוביולוגיה וכימותרפיה אנטימיקרוביאלית, כמו גם המרכז המדעי והמתודולוגי לניטור עמידות לאנטיביוטיקה, שנוצר ביוזמת הסוכנות הפדרלית לבריאות ופיתוח חברתי, עסקו במחקר בתחום זה, אספו מידע וערכו אותו בשיטתיות כדי למלא את מפת העמידות לאנטיביוטיקה.

המידע המסופק במסגרת הפרויקט מתעדכן כל הזמן וזמין לכל המשתמשים הזקוקים למידע בנושאים של עמידות לאנטיביוטיקה וטיפול יעיל במחלות זיהומיות.

הבנת הרלוונטיות של נושא הפחתת הרגישות של מיקרואורגניזמים פתוגניים ומציאת פתרון לבעיה זו כיום מגיעה בהדרגה. אך זהו כבר הצעד הראשון לקראת מאבק יעיל בבעיה המכונה "עמידות לאנטיביוטיקה". וצעד זה חשוב ביותר.