Механизмы формирования лекарственной устойчивости бактерий. Лека́рственная усто́йчивость микрооргани́змов Типы генетического контроля лекарственной устойчивости у бактерий

С самого начала применения ХТП, в том числе и антибиотиков, стали наблюдаться случаи появления микроорганизмов, нечувствительных к терапевтическим дозам этих препаратов. В настоящее время продолжает повсеместно отмечаться возрастающее число лекарственно-устойчивых форм бактерий. Так частота выявления пенициллинустойчивых штаммов стафилококка составляет до 90-95 %, стрептомицинрезистентных 60-70%, резистентность к тетрациклинам и стрептомицину у шигелл 54% и т.д. Устойчивость к антибиотикам чаще возникает у бактерий, реже спирохет, риккетсий, хламидий, микоплазм, дрожжеподобных грибов.

Причины лекарственной устойчивости:

v массовое, бесконтрольное применение антибиотиков;

v неоправданное назначение антибиотиков;

v назначение антибиотиков без определения чувствительности к ним;

v миграция в микробных популяциях R-плазмид;

v использование антибиотиков в качестве продуктов питания;

v высокая адаптивность микробов к изменяющимся условиям среды обитания.

Виды антибиотикоустойчивости:

Ø Первичная/естественная/видовая (характерна для всех представителей этого вида) – обусловлена отсутствием мишени для действия антибиотика. Например, у микоплазм к пенициллинам, вследствие отсутствия у них клеточной стенки (пептидогликана).

Ø Приобретенная/штаммовая (характерна для отдельных представителей вида) - обусловлена изменением в процессе жизнедеятельности микроорганизма под действием факторов окружающей среды. Она реализуется за счет модификаций, мутаций и рекомбинаций (чаще всего при передаче r-генов с участием плазмид и транспозонов).

Механизмы приобретенной устойчивости антибиотикам:

Ø Генетические:

v мутации в генетическом аппарате микробной клетки;

v рекомбинации – миграция генов лекарственной устойчивости (r-генов с плазмидами, транспозонами, бактериофагами).

Ø Биохимические:

v инактивирование антибиотика ферментами микроорганизма, т.е. превращение активной формы антибиотика в неактивную – ацетилирование или фосфорилирование (аминогликозиды);

v изменениение мишени для антибиотика – нарушение синтеза компонентов клеточной стенки (синтез β-лактамаз пенициллинрезистентными штаммами S. aureus)

v изменение проницаемости ЦПМ микроба для антибиотика (тетрациклины);

v утрата проницаемости клеточной стенки для определенного антибиотика;

v возникновение у микроорганизмов альтернативного пути образования жизненно важного метаболита, заменяющего основной путь, блокированный препаратом.

Пути преодоления антибиотикореистентности:

v систематическое получение новых антибиотиков;

v периодическая замена широко применяемых антибиотиков новыми;

v химическая модификация известных антибиотиков с защищенными активными группами, устойчивыми к бактериальным ферментам;

v разработка ингибиторов, подавляющих активность бактериальных ферментов, а также препаратов, препятствующих адгезии бактерий на клетках макроорганизма;

v использование препаратов, избирательно блокирующих репликацию R-плазмид;

v мероприятия по ограничению распространения лекрственноустойчивых бактерий:

§ своевременная информация практических врачей о циркулирующих в данном регионе лекарственноустойчивых бактериях;

§ определение чувствительности выделенных бактерий к антибиотикам;

Способность микроорганизмов сохранять жизнедеятельность, включая размножение, несмотря на контакт с химиопрепаратами

Лекарственная устойчивость (резистентность) микроорганизмов отличается от их толерантности, при которой микробные клетки не гибнут в присутствии химиопрепаратов из-за уменьшенного количества аутолитических ферментов, но и не размножаются. Лекарственная устойчивость микроорганизмов - широко распространенное явление, препятствующее лечению инфекционных болезней. Наиболее изучена лекарственная устойчивость бактерий.

Различают лекарственную устойчивость, природно присущую микроорганизмам и возникшую в результате мутаций или приобретения чужеродных генов. Природная лекарственная устойчивость микроорганизмов обусловлена отсутствием в микробной клетке мишени для химиопрепаратов или непроницаемостью для них оболочки микробной клетки. Она свойственна, как правило, всем представителям данного вида (иногда рода) бактерий в отношении конкретной группы химиопрепаратов. Примерами могут служить устойчивость к пенициллину микоплазм из-за отсутствия у них клеточной стенки и ферментов ее синтеза - мишеней для пенициллина, а также устойчивость синегнойной палочки к эритромицину в связи с неспособностью последнего проникать через ее оболочку к своим мишеням-рибосомам.

Как результат мутаций или приобретения чужеродных генов представителями видов, исходно чувствительных к конкретным химиопрепаратам, получила распространение вследствие создаваемого широко применяемыми препаратами селективного фона для выживания именно устойчивых форм бактерий. Так, частота обнаружения пенициллиноустойчивых стафилококков в некоторых регионах достигает 80-90%, стрептомициноустойчивых - 60-70%, шигелл, устойчивых к ампициллину, - 90%, устойчивых к тетрациклину и стрептомицину - более 50% и т.д.

В зависимости от локализации в хромосоме или плазмиде генов, обусловливающих устойчивость, принято различать Л.у.м хромосомного и плазмидного происхождения. Однако плазмидные гены могут быть включены в хромосому, хромосомные гены - обнаруживаться в репликоне плазмиды. Это связано с наличием транспозонов - генетических элементов, способных к переходу в клетке из одного репликона в другой.

Обмен генетическим материалом у бактерий путем конъюгации и трансдукции способствует быстрому распространению генов устойчивости между штаммами одного вида (реже рода). Селективный фон, создаваемый рядом постоянно применяемых антибиотиков, может приводить к включению в плазмиду нескольких генов устойчивости к различным химиопрепаратам. Благодаря этому возникают так называемые полирезистентные штаммы бактерий. В плазмидном репликоне может оказаться одновременно и несколько генов, обусловливающих устойчивость к одному антимикробному агенту, но за счет разных механизмов. Гены, с которыми связана устойчивость к определенному антимикробному агенту, могут иметь в одной клетке и хромосомную, и плазмидную локализацию, кодируя различные механизмы устойчивости.

Лекарственная устойчивость микроорганизмов нередко носит индуцибельный характер, т.е. экспрессия генов устойчивости происходит лишь после контакта клетки с антимикробным агентом. Примером этого являются частые случаи образования инактивирующего фермента после контакта культуры бактерий с бета-лактамным антибиотиком.

Лекарственная устойчивость микроорганизмов обусловлена следующими основными механизмами: ферментативной инактивацией антимикробного агента, ослаблением его проникновения внутрь клетки возбудителя, изменением конформации внутриклеточной мишени для антимикробного агента, что препятствует его взаимодействию с мишенью, образованием повышенного количества молекул мишени, на которую действует данный антимикробный агент.

В качестве инактивирующих ферментов известны представители гидролаз - бета-лактамазы, катализирующие расщепление бета-лактамного кольца у пенициллинов, цефалоспоринов и других бета-лактамов (монобактамов, карбапенемов и т.д.), а также эстеразы, воздействующие на эритромицин и некоторые другие антибиотики близкой к нему структуры. Другая группа инактивирующих ферментов - трансферазы. К ним принадлежат левомицетин- (хлорамфеникол-)-ацетилтрансферазы, аминогликозидацетил, фосфо- или аденилилтрансферазы и фосфотрансферазы, воздействующие на эритромицин.

Бета-лактамазы продуцируются многими грамположительными и грамотрицательными бактериями. Кодируются как хромосомными, так и плазмидными генами. Существует несколько систем классификации бета-лактамаз, основанных на их субстратной специфичности, чувствительности к ингибиторам, величине изоэлектрической точки и других показателях. Деление бета-лактамаз на пенициллиназы и цефалоспориназы во многом условно. Бета-лактамазы грамположительных бактерий, как правило, выделяются во внешнюю среду, грамотрицательных - содержатся в цитоплазматической мембране и периплазматическом пространстве (под внешней мембраной). В одной клетке могут присутствовать бета-лактамазы как хромосомного, так и плазмидного происхождения.

18 микробиологические основы рациональной антибиотикотерапии

рофилактика развития осложнений со­стоит прежде всего в соблюдении принципов рациональной антибиотикотерапии (антимик­робной химиотерапии):

· Микробиологический принцип. До назна­чения препарата следует установить возбу­дителя инфекции и определить его индиви­дуальную чувствительность к антимикроб­ным химиотерапевтическим препаратам. По результатам антибиотикограммы больному назначают препарат узкого спектра дейс­твия, обладающий наиболее выраженной активностью в отношении конкретного воз­будителя, в дозе, в 2-3 раза превышающей минимальную ингибирующую концентра­цию. Если возбудитель пока неизвестен, то обычно назначают препараты более широ­кого спектра, активные в отношении всех возможных микробов, наиболее часто вы­зывающих данную патологию. Коррекцию лечения проводят с учетом результатов бак­териологического исследования и опреде­ления индивидуальной чувствительности конкретного возбудителя (обычно через 2-3 дня). Начинать лечение инфекции нужно как можно раньше (во-первых, в начале за­болевания микробов в организме меньше, во-вторых, препараты активнее действуют на растущих и размножающихся микробов).

· Фармакологический принцип. Учитывают особенности препарата - его фармакокине-тику и фармакодинамику, распределение в организме, кратность введения, возможность сочетания препаратов и т. п. Дозы препаратов должны быть достаточными для того, чтобы обеспечить в биологических жидкостях и тка­нях микробостатические или микробоцидные концентрации. Необходимо представлять оп­тимальную продолжительность лечения, так как клиническое улучшение не является ос­нованием для отмены препарата, потому что в организме могут сохраняться возбудители и может быть рецидив болезни. Учитывают так­же оптимальные пути введения препарата, так как многие антибиотики плохо всасываются из ЖКТ или не проникают через гематоэнце-фалический барьер.

· Клинический принцип. При назначении пре­парата учитывают, насколько безопасным он бу­дет для данного пациента, что зависит от ин­дивидуальных особенностей состояния больного (тяжесть инфекции, иммунный статус, пол, на­личие беременности, возраст, состояние функции печени и почек, сопутствующие заболевания и т. п.) При тяжелых, угрожающих жизни инфек­циях особое значение имеет своевременная ан-тибиотикотерапия. Таким пациентам назначают комбинации из двух-трех препаратов, чтобы обес­печить максимально широкий спектр действия. При назначении комбинации из нескольких пре­паратов следует знать, насколько эффективным против возбудителя и безопасным для пациента будет сочетание данных препаратов, т. е. чтобы не было антагонизма лекарственных средств в отно­шении антибактериальной активности и не было суммирования их токсических эффектов.

· Эпидемиологический принцип. Выбор пре­парата, особенно для стационарного больно­го, должен учитывать состояние резистент­ности микробных штаммов, циркулирующих в данном отделении, стационаре и даже ре­гионе. Следует помнить, что антибиотикоре-зистентность может не только приобретаться, но и теряться, при этом восстанавливается природная чувствительность микроорганизма к препарату. Не изменяется только природная устойчивость.

· Фармацевтический принцип. Необходимо учитывать срок годности и соблюдать правила хранения препарата, так как при нарушении этих правил антибиотик может не только по­терять свою активность, но и стать токсич­ным за счет деградации. Немаловажна также и стоимость препарата

19 Негативные последствия после приема антибиотиков

Побочные реакции – это нарушения работы организма, вызванные приемом лекарственного препарата. Антибиотики часто являются причиной сбоев функционирования различных систем органов. Как правило, их негативное влияние проходит после окончания приема, но иногда организму требуется помощь в восстановлении. Существуют малотоксичные группы антибиотиков, например, пенициллины, и сильнодействующие средства. Но степень их влияния зависит также от организма человека.

Появление феномена устойчивости к лечебным препаратам у патогенных микроорганизмов, оказывает крайне негативный эффект на здоровье человечества, т.к. приводит к резкому снижению эффективности этиотропной терапии инфекционных болезней. Интенсивный селективный прессинг антибиотиков, ведет к быстрой эволюции и распространению новых механизмов резистентности в медицинских учреждениях и, прежде всего, в отделениях реанимации и интенсивной терапии. В статье проанализированы данные литературы о механизмах возникновения и передачи устойчивости патогенных микроорганизмов к антибактериальным препаратам и приобретенной резистентности, связанной с продукцией бета-лактамаз широкого спектра.

Ключевые слова: Антибактериальные препараты, антибиотикоустойчивость, β-лактамазы.

Pokudina Inna Olegovna, Shkurat Mihail Alekseevich, Battalov Dmitrij Valentinovich

Abstract:

The emergence of the phenomenon of resistance to therapeutic drugs in the pathogenic microorganisms, has a very negative effect on the health of humanity, because it leads to a sharp decrease in the efficiency of etiotropic therapy of infectious diseases. Intense selective pressure of antibiotics leads to the rapid evolution and spread of new resistance mechanisms in health care settings and, above all, in the Intensive care unit. The article analyzes the literature data about the mechanisms of emergence and transmission of the resistance of pathogens to antimicrobial agents and acquired resistance associated with the production of beta-lactamases extended spectrum.

Keywords: Antibacterial drugs, antibiotic-resistant, β-lactamase.

Введение

Появление феномена устойчивости возбудителей инфекционных болезней к лечебным препаратам, приводящих к резкому снижению эффективности этиотропной терапии, является серьезной угрозой благополучию и здоровью человечества. В настоящее время распространение антибиотикорезистентности приняло глобальный характер. Актуальность и серьезность этой проблемы в полной мере осознана международным медицинским сообществом. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) разработала и опубликовала в 2001 году «Глобальную стратегию ВОЗ по сдерживанию устойчивости к противомикробным препаратам», в которой рекомендовано рассматривать указанную проблему в качестве одного из приоритетов национальных систем здравоохранения . Предотвращение формирования и распространения антимикробной резистентности признано ВОЗ, странами Европейского Союза и Северной Америки в качестве глобальной проблемы, а также в качестве национального приоритета [Мудрак Д.А., 2010].

Благодаря пластичности генетического аппарата и способности обмениваться генами бактерии могут приспособиться фактически к любому лекарственному препарату, будь он веществом биологического происхождения или же синтезирован с нуля в лаборатории. Микробам даже не нужно контактировать с антибиотиками: нужный ген может попасть к ним по цепочке от других клеток .

В настоящее время β-лактамные антибиотики являются наиболее часто применяемыми препаратами для лечения бактериальных инфекций и основой современной химиотерапии, так как занимают ведущее или важное место в лечении большинства инфекционных болезней, однако их эффективность в последние годы резко снизилась вследствие возникновения и распространения среди возбудителей нозокомиальных инфекций устойчивости к ним, наиболее частым механизмом развития которой является продукция бета-лактамаз

Резистентность бактерий к антимикробным препаратам.

Медицина впервые столкнулась с проблемой устойчивости, или резистентности, болезнетворных бактерий к антимикробным препаратам еще в 40-х годах прошлого века, почти одновременно с открытием антибиотиков. Уже через год после начала применения пенициллина у золотистого стафилококка обнаружился фермент пенициллиназа, разрушающий этот антибиотик. В 1970-е годы впервые были выявлены микроорганизмы, устойчивые к целым группам лекарственных средств. Наверно, самый известный пример здесь - метициллин-резистентный стафилококк, или MRSA , устойчивый к широкому спектру лекарств. Его часто используют как модельный исследовательский объект, чтобы понять механизмы, задействованные при развитии лекарственной устойчивости, а также для испытания новых веществ, которые могли бы такую устойчивость преодолеть.

В конце 1990-х годов появились штаммы давно известных микроорганизмов, приобретших устойчивость ко всем известным антибиотикам. В результате сегодня врачи сталкиваются с инфекциями, вызванными, например, штаммами энтерококков или синегнойной палочкой, которые не поддаются лечению имеющимися в арсенале медицины препаратами [ Страчунский Л.С., Козлов С.Н., 2002].

Основным отличием АБП (антибактериальных препаратов) от других веществ, оказывающих токсическое действие на бактериальную клетку является их высокая избирательность. Как правило, АБП ингибируют метаболические процессы, уникальные для прокариотической клетки и отсутствующие у эукариотических клеток. Именно с этим связан тот факт, что в концентрациях, подавляющих жизнедеятельность бактерий, АБП обычно не оказывают существенного влияния на организм человека и животных. Отдельные таксономические группы бактерий существенно различаются по уровню чувствительности, количественным выражением которого является величина МПК (минимальная подавляющая концентрация) АБП [Сидоренко С.В., Тишков В.И., 2004].

Резистентность микробов к АБП может быть либо природной, либо приобретенной. Гены атибиотикорезистентности, являясь транспозонами, легко перемещаются (из плазмиды в плазмиду или в хромосому), что обеспечивает их быстрое распространение внутри популяций, видов и даже между различными видами бактерий.

Под природной устойчивостью понимают сохранение бактериями жизнеспособности в присутствии АБП в концентрациях, реально достижимых в организме человека. Природная резистентность является постоянным видовым признаком бактерий, закодирована в хромосомных генах и легко прогнозируема на основании данных видовой идентификации. Истинная природная устойчивость характеризуется отсутствием у микроорганизмов мишени для проявления действия АБП. Так, например, устойчивость микоплазм к β-лактамным антибиотикам связана с отсутствием у этих бактерий пептидогликана.

Понятием приобретенной устойчивости характеризуют свойство отдельных штаммов бактерий сохранять жизнеспособность при концентрациях АБП, подавляющих основную часть микробной популяции. Возможны ситуации, когда большая часть микробной популяции проявляет приобретенную устойчивость. Появление у бактерий приобретенной резистентности не обязательно сопровождается снижением клинической эффективности антибиотика. Формирование резистентности во всех случаях обусловлено или приобретением новой генетической информации, переносимой транспозонами или плазмидами или изменением уровня экспрессии собственных генов [Сидоренко С.В., Тишков В.И., 2004]. Основным механизмом приобретенной резистентности является продукция микроорганизмами плазмидных бета-лактамаз широкого и расширенного спектра,при этом наблюдают интенсивное межвидовое распространение детерминант резистентности .

Феномен устойчивости специфичен, поэтому данные по отдельным странам, лечебным учреждениям и даже отделениям одной больницы могут различаться. Появление и распространение приобретенной резистентности составляет основную клиническую проблему, поскольку ее наличие у конкретной бактерии - возбудителя инфекционной болезни, невозможно прогнозировать [Березин А.Г., Ромашов О.М., 2003].

Механизмы защиты бактерий от антимикробных лекарственных средств.

Бактериями используются различные механизмы защиты от антимикробных лекарственных средств, причем некоторые бактерии обладают несколькими механизмами защиты одновременно. Интенсивный селективный прессинг антибиотиков, обусловливает быструю эволюцию и распространение новых механизмов резистентности в медицинских учреждениях и, прежде всего, в отделениях реанимации и интенсивной терапии [Мудрак Д.А., 2010].

Возникновению и распространению резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам способствуют: во-первых, появление в генах микробов случайных мутаций, которые могут, например, изменять спектр активности бактериальных ферментов, расщепляющих антибиотики. Во-вторых, это обмен генетическим материалом между клетками, то есть перенос генов от устойчивых к менее устойчивым или чувствительным микроорганизмам. В-третьих, селекция новых резистентных штаммов под действием избирательного давления антибиотиков, связанного с бесконтрольностью их применения в разных сферах .

Сегодня биохимические механизмы АБР подразделяют на несколько групп:

- Модификация мишени действия АБП путем изменчивости в результате спонтанных мутаций в кодирующих структуру мишеней генах или иных генетических событий, в результате которых, например, у некоторых пенициллин связывающих белков уменьшается сродство к β-лактамам;

- Инактивация АБП бактериальными ферментами , такими как β-лактамазы или ферменты, модифицирующие аминогликозиды. Механизмы инактивации (ферментативного разрушения или модификации) существовали у бактерий, продуцирующих антибиотики, задолго до начала использования этих веществ в качестве медицинских препаратов. В последующем детерминанты резистентности распространились среди возбудителей инфекционных болезней у человека.

- Активное выведение АБП из микробной клетки (эффлюкс), широко распространённый механизм устойчивости грамположительных и грамотрицательных бактерий к различным антибиотикам, таким как β-лактамы, фторхинолоны, макролиды, линкозамиды, тетрациклины, реализуемый различными системами эффлюкса;

- Нарушение проницаемости оболочки микробной клетки , этот механизм распространен, в основном, среди грамотрицательных бактерий, обладающих внешней мембраной и является наименее специфичным в отношении АБП разных групп;

- Защита мишени действия антибиотиков , которая обуслов-лена синтезом белков, препятствующих взаимодействию АБП с мишенями действия: различными ферментами, рибо-сомами, нуклеотидными последовательностями .

Антимикробная резистентность, обусловленная бета-лактамазами

По количеству применяемых в клинике препаратов β-лактамные антибиотики наиболее многочисленная группа среди всех антибактериальных средств. Семейство бета-лактамных антибиотиков включает четыре основные группы антимикробных препаратов: пенициллины, цефалоспорины, монобактамы и карбапенемы. Бета-лактамные антибиотики действуют на клетку бактерии двумя основными путями. Во-первых, они встраиваются в стенку бактериальной клетки и подавляют активность фермента транспептидазы, участвующего в завершающем этапе построения стенки бактерии. Во-вторых, они связываются с пенициллинсвязывающими белками (ПСБ), которые в норме подавляют гидролазы бактериальной клетки и таким образом высвобождают эти гидролазы, что приводит к лизису бактериальной стенки .

Эффективность бета-лактамных антибиотиков может снижаться вследствие возникновения к ним устойчивости, наиболее частым механизмом развития которой является продукция бактериями β-лактамаз. Эти ферменты инактивируют АБП в результате гидролиза одной из связей β-лактамного кольца, а также изменяют тип строения ПСБ . Бета-лактамазы расширенного спектра — БЛРС (extended spectrum beta-lactamases — ESBL) - это ферменты, которые продуцируются некоторыми видами бактерий и способны гидролизовать все пенициллины и цефалоспорины расширенного спектра . У грамотрицательных бактерий (E. coli, K. pneumoniae и Acinetobacter spp) β-лактамазы расширенного спектра кодируют гены blaSHV, blaTEM, blaCTX и blaAMPC. Варианты blaSHV, blaTEM, устойчивые к широкому спектру антибиотиков, образовались в результате мутаций генов TEM-1 и SHV-1 . Во всем мире отмечается, что изоляты E.coli, продуцирующие наиболее часто встречающиеся ферменты типа CTX-M (особенно CTX-M-15), являются важной причиной инфекций мочевыводящих путей и инфекций крови . Глобально, ESBLs считаются проблематичными, особенно у госпитальных пациентов. У пациентов, контаминированных штаммами-продуцентами ESBL особенно высок риск неэффективности лечения .

β-лактамазы представляют обширную группу генетически и функционально различных ферментов. Природная способность к продукции β -лактамаз характерна для многих видов микроорганизмов. Однако наибольшую значимость в последнее время приобретает широкое распространение плазмидно кодируемых β-лактамаз, являющихся факторами вторичной (приобретенной) резистентности у изначально чувствительных микроорганизмов. Бета-лактамазы, вероятно, впервые появились у микроорганизмов одновременно со способностью к продукции БЛА как факторы нейтрализующие действие синтезируемых антибиотических веществ. В результате межвидового генного переноса бета-лактамазы получили широкое распространение среди различных микроорганизмов, в том числе и патогенных. У грамотрицательных микроорганизмов бета-лактамазы локализуются в периплазматическом пространстве, у грамположительных они свободно диффундируют в окружающуюсреду [ Huang XZ et. al., 2012].

К на-стоящему времени описано более 890 β-лактамаз, многие из вновь выявленных ферментов обладают широким спектром гидролитической активности против большинства классов β-лактамов . Их различают по следующим практически важным свойствам:

1. субстратному профилю, т.е. способности к преимущественному гидролизу тех или иных β-лактамов);

2. чувствительности к применяющимся в медицинской практике ингибиторам: клавулановой кислоте, сульбактаму, тазобактаму, обладающими минимальной антибактериальной активностью, но способные необратимо связываться с бета-лактамазами и, таким образом, ингибировать их активность;

3. по типу экспрессии (конститутивный или индуцибельный). При конститутивном типе микроорганизмы синтезируют бета-лактамазы с постоянной скоростью, при индуцибельном количество синтезируемого фермента резко возрастает после контакта с антибиотиком (индукции). Эта характеристика, наряду с субстратным профилем фермента, опре-деляет возможность формирования резистентности;
4. источнику и локализации кодирующих генов. Эта характеристика определяет эпидемиологию резистентности. При плазмидной локализации генов происходит быстрое внутри- и межвидовое распространение резистентности, при хромосомной наблюдают распространение резистентного клона.
Видоспецифические β-лактамазы кодируются хромосомно. .

Гены ферментов часто входят в состав конъюгативных плазмид и мобильных генетических элементов (транспозонов, бактериофагов и интегронов), при появлении генетически обусловленных меха-низмов резистентности возможны концентрация и передача внехромосомной ДНК с помощью плазмид и мобильных генетических элементов, что приводит к распространению генов, кодирующих резистентность к антибиотикам среди бактерий. Плазмиды могут передаваться в бактериальной популяции от клетки-донора к клетке-реципиенту при конъюгации . Благодаря транспозрнам происходит широкое распространение генов резистентности на различных плазмидах даже среди неродственных бактерий. Интегроны имеют детерминанты ре-зистентности, обнаруженные на кассетнымх генамах, которые включают один ген и один рекомбинантный сайт [Миронов А.Ю. Харсеева Г.Г., Клюкина Т.В., 2011]. Примечательно, что генетические мутации, приводящие к замене всего нескольких аминокислот в белковой последовательности, изменяют структуру фермента таким образом, что спектр разрушаемых им антибиотиков значительно расширяется [Богун Л.В., 2007].

Существуют различные схемы классификации бета-лактамаз, наиболее известная была разработана Bush, Jacoby and Medeiros . В настоящее время используется структурная и функциональная системы классификации β-лактамаз на основе их молекулярной структуры и ранее разработанных схем . (табл.1)

Таблица 1 Классификация β-лактамаз .

Класс по Амблеру	Группа по Бушу	Характеристики бета-лактамаз	Количество ферментов
		Цефалоспориназы (АmpС) грамотрицатель-ных бактерий, не ингибируются клавулановой кислотой
		Пенициллиназы грамположительных бактерий
		Пенициллиназы широкого спектра, в том числеТЕМ-1, ТЕМ-2, SHV-1, преимущественно грамотрицатель-ных бактерий
		β-лактамазы расширенно-го спектра грамотрицательных бактерий- ТЕМ-3 — ТЕМ-26, SHV-2 — SHV-6
		Ингибиторустойчивые β-лактамазы широкого спектра-ТЕМ-30 — ТЕМ-36
		Карбенициллингидролизующие β-лактамазы, чувстви-тельные к ингибитору — клавулановой кислоте- PSE-1, PSE-3, PSE-4
		Плазмидные β-лактамазы расширенного спектра грамотрицательных бак-терий - ОХА-1 — ОХА-11
		Цефалоспориназы гра-мотрицательных бакте-рий, ингибируемые клавулановой кислотой
		Неметалло-β-лактамазы, гидролизующие карбапенемы,ингибируемые клавулановой кислотой
		Металло-β-лактамазы грамотрицательных бак-терий, гидролизуют карбапенемы и другие бета-лактамы, кроме монолактамов, не ингибируются клавулановой кислотой VIM-1 — VIM-11, IMP-1 — IMP-18
		Различные ферменты, не входящие в другие группы

Все известные в настоящее время бета-лактамазы делят на 4 молекулярных класса, в пределах которых ферменты характеризуются общностью свойств и определенной аминокислотной гомологией .

Большинство клинически значимых бета-лактамаз принадлежат к классам А и С. В частности, класс А включает хромосомные β-лактамазы Klebsiella spp., Citrobacter diversus, Proteus vulgaris и большинство

Bacteroides spp., а также практически все плазмидные бета-лактамазы. Класс С содержит хромосомные цефалоспориназы AmpС, класс В — ферменты ОХА, которые широко распространены в плазмидах Enterobacteriaceae. Ферменты класса В относятся к металлоэнзимам, поскольку в каче-стве кофермента в них присутствует атом цинка. β-лактамазы классов: А, С и D от-носятся к ферментам «серинового» типа (по аминокислоте, находящейся в активном центре фермента). .

Для клинической прак-тики имеют значение β-лактамазы нескольких групп: β-лактамазы расширенного спектра гра-мотрицательных бактерий, цефалоспориназы (АmpС) грамотрицательных бактерий, металло-β-лактамазы (МБЛ) грамотрицательных бактерий .

В соответствии с современными представлениями считается, что бета-лактамазы и ПСБ, являющиеся мишенями действия беталактамных антибиотиков, имеют общего предшественника. В процессе эволюции ферменты, осуществляющие синтез пептидогликана и разрушающие беталактамные антибиотики, выделились в самостоятельные группы .

Хромосомные бета-лактамазы присутствовали в бактериях изначально, еще до создания АМП: они принимают участие в метаболизме микробной клетки, а также защищают бактерии от бета-лактамаз, вырабатываемых в природных условиях грибками. Однако в настоящее время основным фактором отбора штаммов — продуцентов бета-лактамаз является использование бета-лактамных АМП, которые способствуют искусственному отбору бактерий .

В ответ на изменения в стратегии и тактике применения антибиотиков в различных регионах мира происходят изменения в распространении отдельных групп и классов бета-лактамаз - смена лидирующих групп . К наиболее важным тенденциям следует отнести увеличение частоты выделения бета-лактамаз класса С (группы 1 и 1е по 4 K.Bush, 2009) и появление карбапенемаз, прежде всего, относящихся к классу В (группы 3 и 3a по K.Bush, 2009) - металло-бета-лактамаз. Карбапенем-устойчивые Enterobacteriaceae резистентны почти ко всем антибиотикам и в 40% случаев приводят к смерти пациента .

Частота распространения микроорганизмов-продуцентов БЛРС значительно варьирует в отдельных географических регионах. Первые сообщения о появлении штаммов-продуцентов ESBL была зарегистрированы в Европе, в частности в Германии и Англии . Согласно данным за 2011 год, количество изолятов E. coli,устойчивых к цефалоспоринам третьего поколения варьировало от 3% в Швеции до 36 % на Кипре, что четко показывает градиент резистентности с большим процентом в Южной Европе и меньшим в странах Северной Европы .

С 2009 года Национальная референсная лаборатория Германии отслеживает молекулярную эпидемиологию карбапенемаз грамотрицательных нозокомиальных патогенов. В 2011 среди 1454 бактериальных изолятов устойчивость к карбапенемам была обнаружена у 34,4% штаммов Enterobacteriaceae, 19,9% штаммов Pseudomonas aeruginosa и в 96,3% изолятов Acinetobacter baumannii. В США за 2009-2010 годы в 13% случаев инфекций кровотока и катетер-ассоциированных инфекций мочевыводящих путей, вызванных Klebsiella, возбудитель был устойчив к карбапенемам . Для E.coli этот показатель составил около 2% . Наиболее частыми карбапенемазами среди Enterobacteriaceae являются OXA-48, KPC и VIM-1, у Pseudomonas aeruginosa - VIM-2 .

Разработка новых β-лактамных антибиотиков и их внедрение в практику для лечения инфекционных заболеваний, вызванных штаммами, резистентными к известным антибиотикам приводит к тому, промежуток между использованием нового препарата и появлением к нему устойчивости все более сокращается .

Своевременное выявление изменений в распространении бактериальной резистентности к антибиотикам, имеет важное практическое и теоретическое значение, так как позволяет корректировать рекомендации по антибактериальной терапии нозокомиальных инфекций, разрабатывать экспрессные молекулярные методы детекции антибактериальной резистентности, дает важную информацию для создания новых препаратов, преодолевающих резистентность.

Список литературы

1. Березин А.Г., Ромашов О.М., Яковлев С.В., Сидоренко С.В.Антибиотики и химиотерапия. // М., 2003.- 48 (7)
2. Богун Л.В. Резистентность микроорганизмов, обусловленная бета- лактамазами, и способы ее преодоления. //Новости медицины и фармации. 2007, 19(227)
3. Миронов А.Ю. Харсеева Г.Г., Клюкина Т.В. Основы клинической микробиологии и иммунологии // Учебное пособие под ред. проф. А. Ю. Миронова. - ГОУ ВПО РостГМУ: Ростов-на-Дону, 2011
4. Мудрак Д.А. Молекулярно-генетические особенности устойчивости к бета-лактамным антибиотикам грамотрицательных микроорганизмов - возбудителей нозокомиальных инфекций. //Автореф. дисс. канд. биол. наук. М., 2010
5. Сидоренко С.В., Тишков В.И. Молекулярные основы резистентности к антибиотикам.// Успехи биологической химии. 2004; 44: 263-306.
6. Страчунский Л.С., Козлов С.Н. Современная антимикробная химиотерапия. //Руководство для врачей. - М.: Боргес, 2002. - 432 с.
7. http://www.nkj.ru/news/25639/
8. http://www.lahey.org/Studies/
9. Abbanat D, Morrow B, Bush K. New agents in development for the treatment of bacterial infections. Curr Opin Pharmacol. 2008;8:582-592 PMID:18761107
10. Ambler RP, Coulson AF, Frère JM, Ghuysen JM, Joris B, Forsman M, Levesque RC, Tiraby G, Waley SG. A standard numbering scheme for the class A beta-lactamases. Biochem J. 1991 May 15;276 (Pt 1):269-70.PMID:2039479
11. Babini GS, Livermore DM Antimicrobial resistance amongst Klebsiella spp. collected from intensive care units in Southern and Western Europe in 1997-1998. J Antimicrob Chemother. 2000 Feb;45(2) PMID:10660500
12. Bonnet R. Growing group of extended-spectrum betalactamases: the CTX-M enzymes. Antimicrob Agents Chemother, 2004, 48, 1-14. PMID:14693512
13. Bush K , Jacoby GA, Medeiros AA. A functional classification scheme for beta-lactamases and its correlation with molecular structure. Antimicrob Agents Chemother. 1995 Jun;39(6):1211-33.PMID:7574506
14. Bush K, Jacoby GA. Updated functional classification of beta-lactamases. Antimicrob Agents Chemother. 2010 Mar;54(3):969-76 PMID:19995920
15. Bush K, Macielag MJ. New β-lactam antibiotics and β-lactamase inhibitors.
16. Expert Opin Ther Pat. 2010 Oct;20(10):1277-93. PMID:20839927
17. Bush K. Bench-to-bedside review: The role of beta-lactamases in antibiotic-resistant Gram-negative infections. Crit Care. 2010;14(3):224. PMID:20594363
18. Bradford PA, Urban C, Mariano N, Projan SJ, Rahal JJ, Bush K. Imipenem resistance in Klebsiella pneumoniae is associated with the combination of ACT-1, a plasmid-mediated AmpC beta-lactamase, and the loss of an outer membrane protein. Antimicrob Agents Chemother 1997;41:563-69.
19. Bradford PA. Extended-spectrum beta-lactamases in the 21st century: characterization, epidemiology, and detection of this important resistance threat. Clin Microbiol Rev. 2001 Oct;14(4):933-51, PMID:11585791
20. Chambers HF, Deleo FR. Waves of resistance: Staphylococcus aureus in the antibiotic era. Nat Rev Microbiol. 2009;7:629-641
21. Davies J, Davies D. Origins and evolution of antibiotic resistance. Microbiol Mol Biol Rev. 2010 Sep;74(3):417-33. PMID:20805405
22. Du Bois SK1, Marriott MS, Amyes SG.TEM- and SHV-derived extended-spectrum beta-lactamases: relationship between selection, structure and function. J Antimicrob Chemother. 1995 Jan;35(1):7-22.PMID:7768784
23. Huang XZ, Frye JG, Chahine MA, Glenn LM, Ake JA, Su W, Nikolich MP, Lesho EP. Characteristics of plasmids in multi-drug-resistant Enterobacteriaceae isolated during prospective surveillance of a newly opened hospital in Iraq. 2012;7(7):PMID:22808141
24. Ghafourian S, Sadeghifard N, Soheili S, Sekawi Z. Extended Spectrum Beta-lactamases: Definition, Classification and Epidemiology. Curr Issues Mol Biol. 2014 May 12;17:11-22.PMID:24821872
25. Knothe, H., Shah, P., Krcmery, V., Antal, M., Mitsuhashi, S. Transferable resistance to cefotaxime, cefoxitin, cefamandole and cefuroxime in clinical isolates of Klebsiella pneumoniae and Serratia marcescens. Infection, 198311, 315-317.
26. Kallen A, Guh A. United States Centers for Disease Control and Prevention issue updated guidance for tackling carbapenem-resistant enterobacteriaceae. Euro Surveill. 2012 Jun 28;17(26).PMID:22790535
27. Kaase M, Szabados F, Pfennigwerth N, Anders A, Geis G, Pranada AB, Rößler S, Lang U, Gatermann SG. Description of the metallo-β-lactamase GIM-1 in Acinetobacter pittii. J Antimicrob Chemother. 2014 Jan;69(1):81-4. doi: 10.1093/jac/dkt325. Epub 2013 Aug 16.PMID:2395637
28. Livermore D.M. β-Lactamase-mediated resistance and opportunity for its control. Journal of Antimicrobial Chemotherapy. 1998. 41: 25-41.
29. Lukac PJ, Bonomo RA, Logan LK.Extended-Spectrum β-Lactamase-Producing Enterobacteriaceae in Children: Old Foe, Emerging Threat. Clin Infect Dis. 2015 Jan 16.
30. Mariani-Kurkdjian P1, Doit C, Bingen E Extended-spectrum beta-lactamase producing-enterobacteriaceae. Arch Pediatr. 2012 Nov;19 Suppl 3:S93-6. PMID:23178141
31. Massova I, Mobashery S. Kinship and diversification of bacterial penicillin-binding proteins and beta-lactamases. Antimicrob Agents Chemother. 1998 Jan;42(1):1-17.PMID:9449253
32. Paterson DL, Bonomo RA. Extended-spectrum beta-lactamases: a clinical update.
33. Clin Microbiol Rev. 2005 Oct;18(4):657-86. PMID:16223952
34. Pitout JD. Enterobacteriaceae that produce extended-spectrum β-lactamases and AmpC β-lactamases in the community: the tip of the iceberg? Curr Pharm Des. 2012, Aug 29.
35. Sanchez, G. V., Master, R. N., Karlowsky, J. A., Bordon, J. M. In vitro antimicrobial resistance of urinary Escherichia coli isolates among U.S. outpatients from 2000 to 2010. Antimicrob Agents Chemother, 2010, 56 (4), 2181-3. PMID:22252813
36. Szabó D, Bonomo RA, Silveira F, Pasculle AW, Baxter C, Linden PK, Hujer AM, Hujer KM, Deeley K,Paterson DL. SHV-type extended-spectrum beta-lactamase production is associated with Reduced cefepime susceptibility in Enterobacter cloacae. J Clin Microbiol. 2005 Oct;43(10):5058-64.PMID:16207962
37. Saidijam M., Benedetti G., Ren Q. Microbial drug efflux proteins of the major facil-itator superfamily. CurrDrugTargets. 2006; 7: 793—811
38. Tawfik, A. F., Alswailem, A. M., Shibl, A. M., and Al-Agamy, M. H. Prevalence and genetic characteristics of TEM, SHV, and CTX-M in clinical Klebsiella pneumoniae isolates from Saudi Arabia. Microb Drug Resist, 2011, 17 (3), 383-8. PMID:21612509
39. Villa L, Pezzella C, Tosini F, Visca P, Petrucca A, Carattoli A. Multiple-antibiotic resistance mediated by structurally related IncL/M plasmids carrying an extended-spectrum beta-lactamase gene and a class 1 integron. Antimicrob Agents Chemother. 2000 Oct;44(10):2911-4. PMID:10991889
40. World Health Organization. WHO Global Strategy for Containment of Antimicrobial Resistance. Geneva, 2001. WHO/CDS/CSR/DRS/2001.2.

Шкурат М.А., Покудина И.О., Батталов Д.В., Резистентность микроорганизмов к атимикробным препаратам // «Живые и биокосные системы». — 2014..

Лекарственная устойчивость микроорганизмов - способность микроорганизмов сохранять жизнедеятельность, включая размножение, несмотря на контакт с химиопрепаратами. Лекарственная устойчивость (резистентность) микроорганизмов отличается от их толерантности, при которой микробные клетки не гибнут в присутствии химиопрепаратов из-за уменьшенного количества аутолитических ферментов, но и не размножаются. Л.у.м. - широко распространенное явление, препятствующее лечению инфекционных болезней. Наиболее изучена лекарственная устойчивость бактерий.

Различают лекарственную устойчивость, природно присущую микроорганизмам и возникшую в результате мутаций или приобретения чужеродных генов. Природная Л.у.м. обусловлена отсутствием в микробной клетке мишени для химиопрепаратов или непроницаемостью для них оболочки микробной клетки. Она свойственна, как правило, всем представителям данного вида (иногда рода) бактерий в отношении конкретной группы химиопрепаратов. Примерами могут служить устойчивость к пенициллину микоплазм из-за отсутствия у них клеточной стенки и ферментов ее синтеза - мишеней для пенициллина, а также устойчивость синегнойной палочки к эритромицину в связи с неспособностью последнего проникать через ее оболочку к своим мишеням-рибосомам.

Лекарственная устойчивость микроорганизмов как результат мутаций или приобретения чужеродных генов представителями видов, исходно чувствительных к конкретным химиопрепаратам, получила распространение вследствие создаваемого широко применяемыми препаратами селективного фона для выживания именно устойчивых форм бактерий. Так, частота обнаружения пенициллиноустойчивых стафилококков в некоторых регионах достигает 80-90%, стрептомициноустойчивых - 60-70%, шигелл, устойчивых к ампициллину, - 90%, устойчивых к тетрациклину и стрептомицину - более 50% и т.д.

В зависимости от локализации в хромосоме или плазмиде генов, обусловливающих устойчивость, принято различать Л.у.м хромосомного и плазмидного происхождения. Однако плазмидные гены могут быть включены в хромосому, хромосомные гены - обнаруживаться в репликоне плазмиды. Это связано с наличием транспозонов - генетических элементов, способных к переходу в клетке из одного репликона в другой.

Обмен генетическим материалом у бактерий путем конъюгации и трансдукции способствует быстрому распространению генов устойчивости между штаммами одного вида (реже рода). Селективный фон, создаваемый рядом постоянно применяемых антибиотиков, может приводить к включению в плазмиду нескольких генов устойчивости к различным химиопрепаратам. Благодаря этому возникают так называемые полирезистентные штаммы бактерий. В плазмидном репликоне может оказаться одновременно и несколько генов, обусловливающих устойчивость к одному антимикробному агенту, но за счет разных механизмов. Гены, с которыми связана устойчивость к определенному антимикробному агенту, могут иметь в одной клетке и хромосомную, и плазмидную локализацию, кодируя различные механизмы устойчивости.

Лекарственная устойчивость микроорганизмов нередко носит индуцибельный характер, т.е. экспрессия генов устойчивости происходит лишь после контакта клетки с антимикробным агентом. Примером этого являются частые случаи образования инактивирующего фермента после контакта культуры бактерий с бета-лактамным антибиотиком.

Лекарственная устойчивость микроорганизмов обусловлена следующими основными механизмами: ферментативной инактивацией антимикробного агента, ослаблением его проникновения внутрь клетки возбудителя, изменением конформации внутриклеточной мишени для антимикробного агента, что препятствует его взаимодействию с мишенью, образованием повышенного количества молекул мишени, на которую действует данный антимикробный агент.

В качестве инактивирующих ферментов известны представители гидролаз - бета-лактамазы, катализирующие расщепление бета-лактамного кольца у пенициллинов, цефалоспоринов и других бета-лактамов (монобактамов, карбапенемов и т.д.), а также эстеразы, воздействующие на эритромицин и некоторые другие антибиотики близкой к нему структуры. Другая группа инактивирующих ферментов - трансферазы. К ним принадлежат левомицетин- (хлорамфеникол-)-ацетилтрансферазы, аминогликозидацетил, фосфо- или аденилилтрансферазы и фосфотрансферазы, воздействующие на эритромицин.

Бета-лактамазы продуцируются многими грамположительными и грамотрицательными бактериями. Кодируются как хромосомными, так и плазмидными генами. Существует несколько систем классификации бета-лактамаз, основанных на их субстратной специфичности, чувствительности к ингибиторам, величине изоэлектрической точки и других показателях. Деление бета-лактамаз на пенициллиназы и цефалоспориназы во многом условно. Бета-лактамазы грамположительных бактерий, как правило, выделяются во внешнюю среду, грамотрицательных - содержатся в цитоплазматической мембране и периплазматическом пространстве (под внешней мембраной). В одной клетке могут присутствовать бета-лактамазы как хромосомного, так и плазмидного происхождения.

Трансферазы катализируют реакцию замещения функциональной группы антибиотика остатком уксусной, фосфорной или адениловой кислоты. При применении аминогликозидных антибиотиков описано замещение аминогрупп (N-ацеталирование) и гидроксильных групп (О-фосфорилирование и О-аденилирование).

Один фермент воздействует, как правило, на одну функциональную группу. Описано также О-фосфорилирование хлорамфеникола и эритромицина. Подвергшиеся модификации антибиотики теряют активность. Трансферазы могут играть защитную роль только в присутствии АТФ (донора остатка фосфорной или адениловой кислоты) или коэнзима А (донора ацетильного остатка), поэтому их защитная роль при переходе во внешнюю среду теряется. В большинстве случаев они из клетки не выделяются.

Проницаемость оболочки бактериальной клетки к химиопрепаратам ослабевает в результате уменьшения количества белков-поринов и формируемых ими водных каналов во внешней мембране, через которые диффундируют препараты. Такой механизм Л.у.м может реализоваться по отношению к бета-лактамам, амино-гликозидам, фторхинолонам и др. Антимикробные агенты с выраженной гидрофобностью (некоторые из пенициллинов, фторхинолонов, тетрациклины и др.) проникают в клетку через липидные участки внешней мембраны. Изменения в структуре липидов могут влиять на Л.у.м Через цитоплазматическую мембрану некоторые антибиотики, например аминогликозиды, проникают с помощью энергозависимых специфических транспортных систем. При отсутствии функционирующих цитохромных систем электронного транспорта прекращается перенос в клетку аминогликозидов. Этим объясняется резкое падение активности аминогликозидов в анаэробных условиях и природная резистентность к ним анаэробов. С изменениями в оболочке клетки связан механизм тетрациклинорезистентности. За счет кодируемых хромосомными или плазмидными генами мембранных ТЕТ-белков в этом случае, как правило, происходит быстрое выведение проникших в клетку молекул тетрациклинов, которые не успевают прореагировать со своей мишенью - рибосомой.

Устойчивость к антибиотику ванкомицину связана с появлением в цитоплазматической мембране белков, экранирующих, т.е. делающих недоступной для него мишень - пептидные цепочки пептидогликана, с которыми во время сборки этого полимера реагирует ванкомицин. Изменение конформации мишени нередко наблюдается при устойчивости микроорганизмов к бета-лактамам, фторхинолонам и другим химиопрепаратам. Ферменты биосинтеза пептидогликана клеточной стенки бактерий - транспептадазы и Д 1 Д-карбоксипепти-дазы (так называемые пенициллинсвязывающие белки) прекращают при изменении конформации связывать бета-лактамы, а ДНК-гираза (мишень для фторхинолонов) перестает реагировать с этими химиопрепаратами. Устойчивость к аминогликозидам может быть обусловлена уменьшением их связывания с рибосомами в результате изменения конформации отдельных рибосомных белков. Устойчивость к эритромицину на уровне его мишени (рибосом) обусловлена специфическим метилированием рибосомной РНК в большой рибосомной субъединице.

Это приводит к предотвращению реагирования эритромицина с рибосомами. Повышенное количество молекул мишени в клетке и как результат устойчивость к антимикробному агенту наблюдались при устойчивости к триметоприму, обусловленной усиленным образованием редуктазы фолиевой кислоты. Селекции и широкому распространению устойчивых к антибиотикам бактерий способствуют нерациональное необоснованное применение антибиотиков.

Устойчивость микроорганизмов может быть связана с фазой роста возбудителей в очаге воспаления, когда их количество достигает 10 8 - 10 9 особей в 1 мл гомогенизированной пробы исследуемого материала. В этой фазе прекращается рост микробных клеток, и возбудитель становится индифферентным или менее чувствительным к ингибирующему влиянию многих антимикробных препаратов. Известные затруднения в химиотерапии вызывают L-формы бактерий, чувствительность которых отличается от чувствительности исходных бактерий с нормальной клеточной стенкой. Возбудители могут быть устойчивыми к антимикробным препаратам в случаях их ассоциаций с бактериями, инактивирующими эти препараты. На активность антибиотиков влияют также значение рН среды, степень анаэробиоза, наличие инородных тел, состояние факторов неспецифической резистентности и иммунитета, межлекарственный антагонизм.

Механизмы лекарственной устойчивости грибков и простейших имеют особенности, связанные со структурной организацией и химическим составом их клеток. Отмечено, что устойчивость грибков к полиенам (нистатин, амфотерицин В, леворин и др.), реагирующим со стеринами цитоплазматической мембраны, несколько повышается при уменьшении количества стеринов в мембране или в результате изменений в молекулярной организации мембраны, приводящих к уменьшению контакта полисное со стеринами.

Лекарственная устойчивость вирусов изучена слабо. Показано, что при применении как противовирусных агентов нуклеозидов устойчивость может быть связана с мутациями в генах вирусной тимидинкиназы или ДНК-полимерами. Т.о может возникать устойчивость к идоксуридину при ах, вызванных вирусами простого а. У мутантов вируса простого а. устойчивых к видарабину, изменен локус гена ДНК-полимеразы.

К выводу о чувствительности или устойчивости микроорганизмов приходят на основании определения величины зоны подавления их роста на плотной питательной среде вокруг дисков, пропитанных антимикробными препаратами (дискодиффузионный метод). Применяют также метод серийных разведений антимикробных препаратов в плотных и жидких питательных средах (см. Микробиологическая диагностика ) Активность противовирусных препаратов определяется с помощью методов культивирования вирусов на культуре клеток.

куриных эмбрионах или лабораторных животных.

Преодоление Л.у.м достигается различными путями: введением так называемых ударных доз антимикробных препаратов, способных подавлять рост относительно устойчивых к ним микроорганизмов, продолжением лечения с использованием достаточно высоких доз препаратов и соблюдение рекомендованной схемы. Смена антибиотиков, применяемых в клинике, комбинированная химиотерапия оказываются весьма эффективными в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами. Но, например, при сочетании бактериостатического антибиотика с бактерицидным (левомицетина с пенициллином) возможен межлекарственный антагонизм, приводящий к ослаблению антимикробного эффекта. Для защиты бета-лактамных антибиотиков от бета-лактамаз бактерий используют ингибиторы этих ферментов - клавулановую кислоту, сульбактам (сульфон пенициллановой кислоты) и др. Открытие клавулановой кислоты, содержащей бета-лактамное кольцо и блокирующей ряд бета-лактамаз, стимулировало поиск разнообразных ингибиторов ферментов (аналогов субстратов), что позволяет значительно расширить применение антибиотиков, чувствительных к инактивирующим их ферментам. Ведется также поиск новых природных антибиотиков, химическая модификация уже известных антибиотиков с целью получения антимикробных веществ, эффективных против бактерий, устойчивых к уже применяемым препаратам.

Систематическое выявление лекарственно-устойчивых микроорганизмов и своевременная информация о циркулирующих в данных регионах фенотипах лекарственной устойчивости позволяют ориентировать врача на применение наиболее подходящего по спектру действия препарата и наиболее благоприятных комбинаций лекарственных препаратов, разумеется с учетом их возможной несовместимости (см. Несовместимость лекарственных средств ).

В качестве стимуляторов роста с.-х. животных, в ветеринарии, растениеводстве целесообразно не применять антибиотики, используемые в клинике и вызывающие перекрестную резистентность к антибиотикам медицинского назначения.

Библиогр.: Бриан Л.Е. Бактериальная резистентность и чувствительность к химиопрепаратам, пер. с англ., М., 1984; Ланчини Д. и Паренти Ф. Антибиотики, пер. с англ., с. 89. М., 1985; Навашин С.М. и Фомина И.П. Рациональная антибиотикотерапия, с. 25, М., 1982; Франклин Т. и Сноу Дж. Биохимия антимикробного действия, пер с англ., с. 197, М., 1984.

Под устойчивостью микробов к антибактериальному препарату понимают сохранение способности размножаться при таких концент­рациях этого препарата, которые создаются при введении в организм

терапевтических доз.

Типы антибиотикоустойчивости:

1) природная, свойственная данному виду микробов;

2) приобретенная: а) первичная; б) вторичная.

1) Природная устойчивость обусловлена свойствами данного ви­да микробов и механизмом действия антибиотика Например, устой­чивость грамотрицательных палочек к бензилпенициллину или грибов - к антибактериальным препаратам.

2) Приобретенная устойчивость. Устойчивость называют приоб­ретенной в тех случаях, когда появляются варианты устойчивых мик­робов, принадлежащих к виду, по природе своей чувствительному к данному антибиотику. Например, появление стафилококков, устой­чивых к пенициллину.

Первичной называют устойчивость, которая обнаруживается с са­мого начала болезни, так как произошло заражение антибиотикоустойчивым возбудителем. Вторичная устойчивость развивается в те­чение болезни.

Генетические механизмы антибиотикорезистентности: 1) хромосомная и 2) плазмидная.

1) Хромосомная антибиотикорезистентность. В популяции чувс­твительных бактерий появляются единичные клетки-мутанты, устой­чивые к данному антибиотику, причем это происходит не под дейс­твием антибиотика Обычно мутанты в отсутствие антибиотика че­рез какое-то время погибают. Если же популяция подвергается дей­ствию антибиотика, то чувствительные бактерии погибают, а устой­чивые выживают и дают начало резистентной популяции, то есть происходит селекция.

2) Плазмидная антибиотикорезистентность связана с R-плазмидами. Это обычно множественная устойчивость, сразу к нескольким антибиотикам. R-плазмиды могут передаваться бактериям тогЪ же вида или другого вида или даже рода. Например, дизентерийные бактерии могут стать устойчивыми к нескольким антибиотикам, получив R-плазмиду от дизентерийных или от кишечных палочек путем рекомбинации.

Фенотипические проявления антибиотикорезистентности. Устой­чивость бактерий к антибиотикам реализуется за счет следующих ме­ханизмов:

1) образование специфических ферментов, разрушающих данный антибиотик. Так фермент р-лактамаза разрушает р-лактамное кольцо пенициллинов и цефалоспоринов. Этот фермент продуцируют стафило­кокки с приобретенной резистентностью к пенициллину. Устойчивость к левомицетину и аминогликозидам связана с продукцией ферментов трансфераз;

2) снижение проницаемости клеточной стенки для данного анти­биотика, например, для тетрациклина, или нарушение транспортного механизма цитоплазмагической мембраны;

3) формирование обходного пути метаболизма взамен поврежден­ного антибиотиком;

4) изменение структуры мишени действия антибиотика;

5) превращение бактерий в L-формы, лишенные клеточной стен­ки, но способные к реверсии, то есть к обратному превращению в обыч­ные формы.

Устойчивость микробов к антибиотикам в клинике имеет важное значение, так как снижает эффективность лечения. Само по себе воз­никновение хромосомных мутаций и R-плазмид не связано с открытием антибиотиков и внедрением их в практику. Но антибиотики играют роль фактора отбора устойчивых микробов. Поэтому бесконтрольное, неоправданное, без соответствующих показаний, применение антиби­отиков способствует массовой селекции и распространению антибиотикорезистентных бактерий. Кроме того, этому способствует примене­ние антибиотиков в животноводстве и птицеводстве с целью ускоре­ния роста животных и птиц.

Преодоление и предупреждение развития лекарственной устойчивос­ти. Для ограничения распространения лекарственноустойчивых бак­терий и повышения эффективности лечения применяются следующие меры:

Получение новых антибиотиков с иным механизмом действия;

Лечение больных с учетом чувствительности возбудителей к ан­тибиотикам;

Применение для лечения сочетания антибиотиков с разным меха­низмом действия;