Autorka: Laura Kur
Problem związany z brakiem wrażliwości drobnoustrojów na dostępne antybiotyki staje się coraz poważniejszy i do 2050 r. może okazać się jednym z większych wyzwań współczesnej cywilizacji. Bez podjęcia odpowiednich kroków grozi nam powrót do czasów, w których większość szpitalnych łóżek zajętych jest przez pacjentów z „błahą” infekcją bakteryjną. Mimo że wciąż mamy przewagę nad bakteriami, możemy mówić o cichej pandemii antybiotykooporności.
Czym właściwie jest antybiotyk? W gruncie rzeczy jest to każda substancja chemiczna hamująca wzrost bakterii – co bezpośrednio odnosi się do liczebności pojedynczych komórek, czyli wielkości całej kolonii, niekoniecznie zaś do ich „osobniczych” gabarytów. Grup antybiotyków jest wiele, a ich podział bazuje na sposobie, w jaki dany lek utrudnia namnażanie pojedynczych komórek. Przykładowo, dostępne są antybiotyki, które zwalczają bakterie mechanicznie, uniemożliwiając im syntezę ściany komórkowej (w wyniku czego komórka się rozpada), podczas gdy inne mogą na przykład wpływać na zdolność bakterii do produkcji molekuł niezbędnych do pełnienia funkcji życiowych – czynnikiem wspólnym jest ograniczanie wzrostu całej populacji.
Poziom ewolucyjny
Antybiotykooporność jest terminem uwzględniającym wszystkie mechanizmy, jakie wykształciły bakterie w procesie ewolucji, umożliwiające im namnażanie w środowisku, w którym znajduje się substancja ograniczająca ich wzrost. Powszechnie ewolucja kojarzy się z mozolnym, wieloletnim procesem, prowadzącym do lepszego przystosowania organizmów do warunków, w jakich przyszło im żyć. Głównym motorem modyfikacji są zmiany w materiale genetycznym, pojawiające się u pojedynczych osobników, które mogą zostać przekazane potomstwu i utrwalać się dalej w populacji. Mikroorganizmy są poniekąd uprzywilejowane do ewoluowania – nie dość, że rozmnażają się w tempie wykładniczym, to dzięki horyzontalnemu transferowi genów mogą pobierać materiał genetyczny z otoczenia oraz od innych, także niespokrewnionych na poziomie gatunku, bakterii.
Gdyby podobny mechanizm występował wśród większych organizmów, to na przykład homo sapiens nabywałby nowe cechy przy próbie pogłaskania kota. Poza głównym materiałem genetycznym, stanowiącym o tym, że bakteria jest bakterią, może ona posiadać plazmidy. Są to przypominające pokeballe koliste cząsteczki DNA, które zawierają informację kodującą jakąś użyteczną dla bakterii cechę – na przykład sposób na poradzenie sobie z antybiotykiem. Na niekorzyść reszty ożywionego świata to właśnie tymi elementami mogą się one między sobą wymieniać, przyspieszając proces nabywania oporności na substancje bakteriobójcze i bakteriostatyczne.
Poziom historyczny
Pierwszy antybiotyk odkryty został w 1928 r. przez niemieckiego mikrobiologa Alexandra Fleminga. Jest to fortunnie przypadkowe odkrycie, które uhonorowane zostało później Nagrodą Nobla. Fleming hodował w swoim laboratorium bakterie – musiał jednak pracować niewystarczająco sterylnie, ponieważ na jednym z naczynek rozwinął się inny organizm – grzyb z rodzaju Penicillium, którego obecność, a ściślej, wydzielanych przez niego substancji, powodowała zahamowanie wzrostu kolonii bakteryjnych. Dalsze prace badawcze przyczyniły się do opracowania leku – penicyliny, która zrewolucjonizowała świat rozpoczynając złotą erę antybiotyków. Wydarzenie to było krokiem milowym i największym osiągnięciem medycyny XX w., które przyczyniło się do okiełznania drobnoustrojów i wydłużenia średniej długości życia ludzi o 23 lata – przed tym odkryciem można było z dużym prawdopodobieństwem umrzeć przez próchnicę czy ranę, do której dostał się piasek.
Cicha pandemia
Od tego czasu opracowano 150 innych antybiotyków, które stopniowo tracą skuteczność ze względu na coraz lepsze przystosowanie bakterii do wzrostu w ich obecności. Pierwsza bakteria uodporniła się na penicylinę już w 1940 r., jeszcze przed złotą erą antybiotyków (lata 50. i 60.), okresem, w którym leki te były znacznie nadużywane i bezrefleksyjnie przepisywane pacjentom z krajów rozwiniętych. Sytuacja ta wzbudziła konsternację Fleminga, który niejako przepowiedział problem związany z możliwością rozwinięcia się superopornych szczepów bakteryjnych w przyszłości, jeśli leki nie będą stosowane w sposób odpowiedzialny.
Na ten moment stoimy w obliczu cichej pandemii, która w ciągu kilku, kilkunastu najbliższych lat może stać się jednym z największych zagrożeń ludzkości. Środowisko naukowe jest zgodne, że bez podjęcia stosownych kroków, problem antybiotykooporności może do 2050 r. przyczynić się do ponad 10 mln zgonów rocznie, stając się jedną z najczęstszych przyczyn śmierci – tuż po nowotworach, które dominują w aktualnych statystykach. Oznacza to katastrofalne skutki na poziomie globalnym.
Już teraz przez zakażenia szpitalne rocznie życie traci ponad 700 tys. osób. Brak skutecznych środków zapobiegawczych przed infekcjami bakteryjnymi może doprowadzić do kryzysu wydolności służby zdrowia o skali przewyższającej kryzys związany z pandemią koronawirusa SARS-CoV-2. Wówczas obciążenie szpitali spowodowane było jednym patogenem – w przypadku wzrostu ilości wielolekoopornych bakterii będzie to cały przekrój gatunków organizmów jednokomórkowych, wymagających często odmiennych sposobów leczenia. Szacunkowo wzrost wydatków na służbę zdrowia na całym świecie może wynieść od 300 mld do 1 biliona dolarów rocznie.
Skąd wziął się problem?
Wzrost ilości bakterii wielolekoopornych wynika głównie z braku świadomości społecznej – badania z 2019 wykazały, że 35 proc. respondentów jest przekonanych o możliwości leczenia antybiotykami także infekcji wirusowych. Na kształt aktualnego zagrożenia miało wpływ wiele czynników – nieuzasadnione przepisywanie antybiotyków przez lekarzy, nieprzestrzeganie zaleceń i przerwanie antybiotykoterapii przez pacjentów po ustąpieniu objawów oraz samodzielne decyzje chorych prowadzące do nadmiernego i niepotrzebnego stosowania tej grupy leków. W latach 2000–2015 globalne stosowanie antybiotyków wzrosło o 65 proc. Inną istotną kwestią jest dodawanie antybiotyków do paszy dla zwierząt, co ze względu na brak regulacji było znacznie nadużywane w przemyśle mięsnym do promocji wzrostu zwierząt przeznaczonych na ubój. Stosowanie leków było tanie, ograniczało straty i generowało dodatkowy zysk – w 2010 r. zużyto w tym sektorze ponad 63 tys. ton antybiotyków.
Zagrożenie dotyczy wszystkich
Problem nie dotyczy jednak jedynie sektora zdrowia publicznego – choroby bakteryjne roślin i zwierząt (w tym homo sapiens) spowodowane są często tymi samymi patogenami, zatem leczone są tymi samymi antybiotykami co choroby ludzkie. Wzrost tolerancji na środki lecznicze przez mikroorganizmy chorobotwórcze może prowadzić do nagłych, lawinowych śmierci zwierząt hodowlanych oraz obumierania plonów, wywołując kryzys w sektorze rolnictwa i przemysłu spożywczego. Konsekwencją takiego stanu rzeczy będzie utrudniony dostęp do żywności dla mniej zamożnej części społeczeństwa, ponowny wzrost znaczenia problemu głodu na poziomie globalnym oraz dalsze pogłębianie różnic związanych ze statusem społecznym.
W odpowiedzi na rosnące zagrożenie, światowe organizacje rządowe – WHO, FAO i OIE wprowadziły program One Health, aby zminimalizować potencjalne skutki antybiotykooporności bakterii. Ponadto Światowa Organizacja Zdrowia ustanowiła globalny plan działania na rzecz zarządzania opornością na środki przeciwdrobnoustrojowe (GAP-AMR), a następnie uruchomiła program globalnego systemu nadzoru nad opornością i stosowaniem środków przeciwdrobnoustrojowych (GLASS), aby stale uzupełniać istniejące luki w wiedzy w celu osiągnięcia celów programu. Walka z antybiotykoopornością jest też elementem Celów Zrównoważonego Rozwoju ustanowionych przez ONZ. Do wprowadzenia stosownych regulacji związanych ze stosowaniem antybiotyków oraz monitorowania ich wykorzystania zobowiązało się 160 państw.
Jednak niektóre kraje rozwijające się, takie jak Chiny czy Indie, mimo największych strat związanych z konsekwencjami problemu, wciąż nie wprowadziły stosownych zmian – zawartość antybiotyków w paszach dla zwierząt, czy system ich przepisywania przez lekarzy wciąż nie są tam odpowiednio regulowane. Na dobrą sprawę część krajów rozwijających się dopiero wkroczyła w etap złotej ery antybiotyków, a ze względu na przepaść ekonomiczną, słabszy dostęp do środków higienicznych i sanitarnych, patogeny sieją tam większe spustoszenie wymagające stosowania odpowiednich środków zaradczych. Różnice społeczne między krajami wysoko rozwiniętymi a rozwijającymi się są powodem wątpliwości etycznych związanych z regulacjami dotyczącymi stosowania antybiotyków.
Bez paniki!
Środowisko naukowe traktuje wzrost antybiotykooporności jako jedno z największych wyzwań współczesnej nauki. Różne grupy badawcze z całego świata pracują nad wynalezieniem nowych grup leków bakteriobójczych i bakteriostatycznych, które będą mogły być stosowane w leczeniu infekcji opornych na stosowane dotąd antybiotyki. Ponadto wyszukiwane są alternatywne formy terapii – naukowcy wracają do badań prowadzonych przed złotą erą antybiotyków, polegających, przykładowo, na zastosowaniu bakteriofagów, czyli wirusów atakujących jedynie konkretne gatunki bakterii, w leczeniu powodowanych przez nie infekcji. Jednocześnie opracowywane są zupełnie nowe metody, takie jak fototerapia dynamiczna, polegająca na niszczeniu komórek bakteryjnych za pomocą lasera wykorzystującego światło o długości specyficznej dla molekuł wewnątrz mikroorganizmów, która nie działa destrukcyjnie na komórki ludzkie.
Opracowanie nowej metody leczenia, która będzie równie skuteczna co antybiotykoterapia, jest obiektem mobilizacji szerokiego grona specjalistów – co pozostawia nadzieję na kolejny krok milowy dający ludziom przewagę nad patogenami.