Αντοχή στα αντιβιοτικά

Η φυσική επιλογή σε δράση

Ένα γνωστό παράδειγμα της φυσικής επιλογής σε δράση είναι η ανάπτυξη ανθεκτικότητας των μικροοργανισμών στα αντιβιοτικά. Από την ανακάλυψη της πενικιλλίνης το 1928 από τον Alexander Fleming, τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται για την καταπολέμηση βακτηριακών ασθενειών. Οι φυσικοί πληθυσμοί βακτηρίων περιέχουν, μεταξύ του τεράστιου αριθμού των μεμονωμένων μελών τους, σημαντική ποικιλία στο γενετικό τους υλικό, ως αποτέλεσμα μεταλλάξεων. Όταν εκτίθενται σε αντιβιοτικά, τα περισσότερα βακτήρια πεθαίνουν γρήγορα, αλλά ορισμένα μπορεί να έχουν μεταλλάξεις που τα καθιστούν ελαφρώς λιγότερο ευαίσθητα. Εάν η έκθεση στα αντιβιοτικά είναι σύντομη, τα άτομα αυτά θα επιβιώσουν από τη θεραπεία. Αυτή η επιλεκτική εξάλειψη των κακώς προσαρμοσμένων ατόμων από έναν πληθυσμό είναι η φυσική επιλογή.

Πρόβλεψη

Στη διάλεξη του Φλέμινγκ για το βραβείο Νόμπελ το 1945 είπε:

"Δεν είναι δύσκολο να γίνουν τα μικρόβια ανθεκτικά στην πενικιλίνη στο εργαστήριο, εκθέτοντάς τα σε συγκεντρώσεις που δεν επαρκούν για να τα σκοτώσουν, και το ίδιο πράγμα έχει συμβεί κατά καιρούς στο σώμα... Μπορεί να έρθει η στιγμή που η πενικιλίνη θα μπορεί να αγοραστεί από οποιονδήποτε στα καταστήματα. Τότε υπάρχει ο κίνδυνος ο αδαής άνθρωπος να υποδοσολογηθεί εύκολα και εκθέτοντας τα μικρόβιά του σε μη θανατηφόρες ποσότητες του φαρμάκου να τα κάνει ανθεκτικά".

Η Maclyn McCarty εξήγησε πώς ήταν πριν από τα αντιβιοτικά:

"Υπάρχει ένας αριθμός λοιμώξεων από τις οποίες κανείς δεν είχε αναρρώσει [ποτέ] πριν από την ανακάλυψη αποτελεσματικών αντιβακτηριακών παραγόντων".

Η ανθεκτικότητα στα αντιβιοτικά αυξάνεται με την επιβίωση ατόμων που έχουν ανοσία στις επιδράσεις του αντιβιοτικού. Οι απόγονοί τους κληρονομούν την ανθεκτικότητα, δημιουργώντας έναν νέο πληθυσμό ανθεκτικών βακτηρίων.

Μηχανισμός

Οι μηχανισμοί στους οποίους υποβάλλονται τα βακτήρια για να γίνουν ανθεκτικά στα αντιβιοτικά είναι μέσω γενετικής μετάλλαξης και οριζόντιας γονιδιακής μεταφοράς.

Επίδραση στη χειρουργική και την ιατρική

Όλες οι χειρουργικές επεμβάσεις που περιλαμβάνουν την ανοιγοκλείσιμο του σώματος ενέχουν τεράστιους κινδύνους μόλυνσης. Τα αντιβιοτικά που χορηγούνται πριν και μετά τη χειρουργική επέμβαση επιτρέπουν στους χειρουργούς να κάνουν επεμβάσεις που πριν θα ήταν θανατηφόρες. Η χειρουργική επέμβαση ανοικτής καρδιάς είναι ένα προφανές παράδειγμα.

Οι θεραπείες του καρκίνου, όπως η χημειοθεραπεία και η ακτινοθεραπεία, βλάπτουν το ανοσοποιητικό σύστημα. Για την ενίσχυση της φυσικής άμυνας του οργανισμού χορηγούνται αντιβιοτικά. Οι ασθενείς με μεταμοσχεύσεις οργάνων χρησιμοποιούν πάντα φάρμακα για την καταστολή του ανοσοποιητικού συστήματος, διαφορετικά αυτό επιτίθεται στο μόσχευμα. Ως εκ τούτου, τα αντιβιοτικά χρησιμοποιούνται για την προστασία του οργανισμού. Χωρίς αποτελεσματικά αντιβιοτικά, και οι δύο ομάδες ασθενών θα μπορούσαν να πεθάνουν από λοιμώξεις τις οποίες το ανοσοποιητικό τους σύστημα δεν θα μπορούσε πλέον να ελέγξει.

"Είναι ένα αρκετά ζοφερό μέλλον, νομίζω ότι πολλές μεγάλες χειρουργικές επεμβάσεις θα απειληθούν σοβαρά", δήλωσε ο καθηγητής Richard James του Πανεπιστημίου του Nottingham.

Οι ιατρικές χρήσεις απειλούνται επίσης. Ο αριθμός των εξετάσεων που έδειξαν αντοχή στις καρβαπενέμες, μια από τις πιο ισχυρές ομάδες αντιβιοτικών, αυξήθηκε από μια χούφτα περιπτώσεις το 2003 σε περισσότερες από 300 περιπτώσεις μέχρι το 2010. "Το εργαστήριό μου βλέπει έναν αυξανόμενο αριθμό ανθεκτικών στελεχών χρόνο με το χρόνο", δήλωσε ο καθηγητής Neil Woodford, της μονάδας αντιμικροβιακής αντοχής της Υπηρεσίας Προστασίας Υγείας. Τα περισσότερα κρούσματα είναι ανθεκτικά σε ορισμένα φάρμακα. Ακόμη χειρότερα, υπάρχουν μερικές περιπτώσεις στελεχών που κανένα αντιβιοτικό δεν μπορεί να αγγίξει.

Πολλές λοιμώξεις που είχαν σχεδόν εξαλειφθεί επανέρχονται. Η σεξουαλικά μεταδιδόμενη νόσος της γονόρροιας γίνεται όλο και πιο δύσκολη στη θεραπεία. Σε όλο τον κόσμο, η πολυανθεκτική και εξαιρετικά ανθεκτική στα φάρμακα φυματίωση αποτελεί αυξανόμενο πρόβλημα. Μόνο μερικά φάρμακα εξακολουθούν να λειτουργούν.

Οι λοιμώξεις που πλήττουν τους ηλικιωμένους όταν βρίσκονται στο νοσοκομείο είναι μια από τις κύριες ανησυχίες. Η μεγαλύτερη απειλή στο Ηνωμένο Βασίλειο είναι τα ευκαιριακά μικρόβια που ζουν στο έντερο, όπως το E. coli και η Klebsiella. Αποτελούν πλέον την πιο κοινή μορφή λοίμωξης που παθαίνουν οι ασθενείς στο νοσοκομείο. Παρουσιάζουν αυξανόμενα επίπεδα ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά.

Επίσημη προειδοποίηση

Το υπουργικό συμβούλιο του Ηνωμένου Βασιλείου εξέδωσε προειδοποίηση από το Εθνικό Μητρώο Κινδύνων για πολιτικές καταστάσεις έκτακτης ανάγκης. Αναφέρει ότι "ο αριθμός των λοιμώξεων που επιδεινώνονται από την μικροβιακή αντοχή θα μπορούσε να αυξηθεί σημαντικά τα επόμενα 20 χρόνια". "Χωρίς αποτελεσματικά αντιβιοτικά, ακόμη και μικροχειρουργικές επεμβάσεις και επεμβάσεις ρουτίνας θα μπορούσαν να μετατραπούν σε διαδικασίες υψηλού κινδύνου, οδηγώντας σε αυξημένη διάρκεια της ασθένειας και τελικά σε πρόωρη θνησιμότητα".

Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας

Ο ΠΟΥ έχει εκδώσει παρόμοιες εκτιμήσεις:

"Η χρήση και η κατάχρηση αντιμικροβιακών φαρμάκων... τα τελευταία 70 χρόνια έχει οδηγήσει σε μια αδυσώπητη αύξηση του αριθμού και των τύπων μικροοργανισμών που είναι ανθεκτικοί σε αυτά τα φάρμακα - οδηγώντας σε θάνατο, αυξημένη ταλαιπωρία και αναπηρία και υψηλότερες δαπάνες υγειονομικής περίθαλψης".

"Οι θάνατοι από οξείες αναπνευστικές λοιμώξεις, διαρροϊκές ασθένειες, ιλαρά, AIDS, ελονοσία και φυματίωση αντιπροσωπεύουν πάνω από το 85% της θνησιμότητας από λοιμώξεις παγκοσμίως. Η ανθεκτικότητα στα φάρμακα πρώτης γραμμής στα περισσότερα από τα παθογόνα που προκαλούν αυτές τις ασθένειες κυμαίνεται από μηδέν έως σχεδόν 100%. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η αντοχή σε παράγοντες δεύτερης και τρίτης γραμμής θέτει σε σοβαρό κίνδυνο το αποτέλεσμα της θεραπείας. Τα βακτήρια που προκαλούν τη φυματίωση (φυματίωση) μπορούν να αναπτύξουν ανθεκτικότητα στα αντιμικροβιακά φάρμακα που χρησιμοποιούνται για τη θεραπεία της νόσου. Πολυανθεκτική φυματίωση (MDR-TB) είναι η φυματίωση που δεν ανταποκρίνεται τουλάχιστον στην ισονιαζίδη και τη ριφαμπικίνη, τα 2 ισχυρότερα φάρμακα κατά της φυματίωσης (WHO, 2018)

"Σε αυτό προστίθεται η σημαντική παγκόσμια επιβάρυνση από τις ανθεκτικές, νοσοκομειακές λοιμώξεις, τα αναδυόμενα προβλήματα ανθεκτικότητας στα αντιικά φάρμακα και τα αυξανόμενα προβλήματα ανθεκτικότητας στα φάρμακα στις παραμελημένες παρασιτικές ασθένειες των φτωχών και περιθωριοποιημένων πληθυσμών".

Ο ΠΟΥ έχει πλέον καταγράψει τους πιο απειλητικούς υπερκοριούς στον κόσμο. Οι ανθεκτικές στα αντιβιοτικά λοιμώξεις παρατηρούνται σε όλο τον κόσμο.

Παραδείγματα

Με την πάροδο αρκετού χρόνου και την επαναλαμβανόμενη έκθεση στο αντιβιοτικό, θα δημιουργηθεί ένας πληθυσμός βακτηρίων ανθεκτικών στα αντιβιοτικά. Αυτό οδηγεί σε αυτό που είναι γνωστό ως εξελικτική κούρσα εξοπλισμών ή συν-εξέλιξη, κατά την οποία τα βακτήρια συνεχίζουν να αναπτύσσουν στελέχη που είναι λιγότερο ευαίσθητα στα αντιβιοτικά, ενώ οι ιατρικοί ερευνητές συνεχίζουν να αναπτύσσουν νέα αντιβιοτικά που μπορούν να τα σκοτώσουν. Μια παρόμοια κατάσταση συμβαίνει με την ανθεκτικότητα των φυτών και των εντόμων στα φυτοφάρμακα και με την ανθεκτικότητα της ελονοσίας στην κινίνη.

Γονόρροια

Ένας άνδρας στο Ηνωμένο Βασίλειο κόλλησε το "χειρότερο κρούσμα γονόρροιας στον κόσμο", μια σεξουαλικά μεταδιδόμενη ασθένεια. Η κύρια θεραπεία με τα αντιβιοτικά αζιθρομυκίνη και κεφτριαξόνη απέτυχε να θεραπεύσει τη νόσο. Μια αρχή δήλωσε ότι "είναι η πρώτη φορά που ένα κρούσμα εμφανίζει τόσο υψηλού επιπέδου αντοχή και στα δύο αυτά φάρμακα και στα περισσότερα άλλα ευρέως χρησιμοποιούμενα αντιβιοτικά".

Ανθεκτικός στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus

Έχουν εμφανιστεί νέα στελέχη του ανθεκτικού στη μεθικιλλίνη Staphylococcus aureus (MRSA) που είναι ανθεκτικά στην επόμενη γενιά φαρμάκων.

Φυματίωση

Η φυματίωση (φυματίωση) είναι μια μολυσματική ασθένεια που προκαλείται από βακτήρια. Προκαλείται από διάφορους τύπους μυκοβακτηριδίων, συνήθως το Mycobacterium tuberculosis. Η νόσος προσβάλλει συνήθως τους πνεύμονες, αλλά μπορεί να προσβάλει και άλλα μέρη του σώματος. Το παθογόνο μπορεί να ταξιδέψει μέσω του αέρα και να μεταδοθεί από το ένα άτομο στο άλλο. Οι ειδικοί πιστεύουν ότι το ένα τρίτο του παγκόσμιου πληθυσμού έχει μολυνθεί από το Μ. tuberculosis. Νέες μολύνσεις συμβαίνουν με ρυθμό μίας ανά δευτερόλεπτο.

Η ανθεκτική στα φάρμακα φυματίωση αποτελεί σοβαρό ζήτημα δημόσιας υγείας σε πολλές αναπτυσσόμενες χώρες, καθώς η θεραπεία της είναι πιο χρονοβόρα και απαιτεί ακριβότερα φάρμακα. Η MDR-TB ορίζεται ως αντοχή στα δύο πιο αποτελεσματικά φάρμακα πρώτης γραμμής για τη φυματίωση: τη ριφαμπικίνη και την ισονιαζίδη. Η εκτεταμένα ανθεκτική στα φάρμακα φυματίωση είναι επίσης ανθεκτική σε τρεις ή περισσότερες από τις έξι κατηγορίες φαρμάκων δεύτερης γραμμής.

Η πλήρως ανθεκτική στα φάρμακα φυματίωση παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2003 στην Ιταλία, αλλά δεν αναφέρθηκε ευρέως μέχρι το 2012. Είναι ανθεκτική σε όλα τα φάρμακα που χρησιμοποιούνται σήμερα.

Ελονοσία

Οι λοιμώξεις από ελονοσία δεν προκαλούνται από βακτήρια: προκαλούνται από ένα πρωτόζωο παράσιτο που εισάγεται στο αίμα από ένα κουνούπι. Αντιμετωπίζονται συνήθως με ένα συνδυασμό δύο φαρμάκων, αρτεμεθέρ-λουμεφαντρίνη. Τώρα έχουν εμφανιστεί τέσσερις περιπτώσεις στη Βρετανία όπου τα φάρμακα απέτυχαν. Οι ασθενείς προσβλήθηκαν από τη νόσο στην Αφρική. Ένας γιατρός δήλωσε: "Είναι ένα πρώιμο σημάδι και πρέπει να το λάβουμε αρκετά σοβαρά υπόψη μας, καθώς μπορεί να εξελιχθεί σε χιονοστιβάδα και να έχει μεγαλύτερες επιπτώσεις".

Teixobactin

Η teixobactin είναι ένα αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε το 2015, το πρώτο νέο αντιβιοτικό που ανακαλύφθηκε εδώ και σαράντα χρόνια. Δεν έχει ακόμη εγκριθεί για γενική χρήση. Δρα ενάντια σε όλα τα θετικά κατά Gram βακτήρια, όπως ο Staphylococcus aureus, και ενάντια σε ορισμένα άλλα βακτήρια, όπως το Mycobacterium tuberculosis.