Терапия инфекционных заболеваний 2 страница

В какой-то мере широкое внедрение хинолонов привело к существенному сокращению применения нитрофуранов, которые также обладают очень широким спектром действия, причем эффект этих препаратов показан не только на бактериях, но и на патогенных для человека и животных представителях типа Простейшие. Исторически сложилось так, что однозначного мнения о механизмах действия препаратов этой группы на молекулярном уровне нет до сих пор, хотя они были введены в практику вторыми после сульфаниламидов – еще в 1940-х годах. Несмотря на это, входящие в эту группу фурацилин, фуразолидон, нифуроксозид, фурадонин и фуразидин используются до сих пор при инфекциях мочеполовой системы, кишечных инфекциях, вызванных энтеробактериями или амебами, лямблиозах и трихомонадозах.

Еще одной группой антимикробных препаратов являются нитроимидазолы (метронидазол, тернидазол, секнидазол и др.) Это вещества с бактерицидным и протистоцидным типом действия и относятся к ДНК-тропным соединениям с избирательной активностью в отношении микроорганизмов, имеющих ферментные системы-нитроредуктазы, способные восстанавливать нитрогруппу. Они, п в отличие от большинства других антимикробных агентов, проявляют свое действие только после трансформации в клетках бактерий или простейших. Нитроредуктазы катализируют процесс взаимодействия в микробной клетке белков группы ферридоксинов с нитросоединениями. В результате действия нитроредуктаз из нитроимидазолов в клетке образуются активные метаболиты, которые оказывают бактерицидное и протистоцидное действие. Мишенью этих метаболитов являются ДНК- и РНК-клетки и клеточные белки. Активные восстановленные формы препаратов нарушают репликацию ДНК и синтез белка в микробной клетке. Этот процесс одновременно сопровождается образованием свободных радикалов, которые также оказывают повреждающее действие на ДНК. Фактически это ограничивает спектр действия тем кругом микроорганизмов, которые имеют высокоактивные нитроредуктазы.

В дополнение к уже рассмотренным выше природным или полусинтетическим ингибиторам биосинтеза белка синтетическими препаратами с подобной активностью являются оксазолидиноны, из которых в клиническую практику пока допущен только линезолид. Эти вещества блокируют объединение субъединиц рибосом, то есть действуют не на стадии элонгации, а на стадии инициации трансляции, хотя место их присоединения к 50S-субъединице прокариотических рибосом то же, что у линкомицина или хлорамфеникола – центр действия пептидилтрансферазы. Введение линезолида в практику было вызвано распространением метициллинрезистентных Staphylococcus aureus (MRSA) и ванкомицинрезистентных энтерококков (VRE), против которых линезолид проявляет высокую эффективность.

Заканчивая разговор о химиотерапевтических средствах, хочется обратить внимание на особенности развития фармацевтики. Несмотря на более чем столетний поиск универсального лекарства, которое бы лечило от всех инфекционных болезней, найти его среди природных соединений или синтезировать лабораторно так и не удается. Причем если в конце 19-го – начале 20-го века этот поиск базировался на чисто эмпирической оценке влияния токсических веществ на конкретных возбудителей, в конце 20-го – начале 21-го века он осуществляется на основе понимания особенностей метаболизма бактерий и функционирования их клеток на молекулярном уровне. Однако, препарат, который бы приближался по своим лечебным свойствам к панацее, так и остается недостижимой мечтой. Более того, количество предлагаемых для лечения веществ возрастает пропорционально накоплению все новых и новых сведений о самих возбудителях, их факторах патогенности и системах секреции этих факторов бактериальными клетками. В силу этого, рынок лекарственных средств в современном мире растет огромными темпами, создавая проблемы для практикующих медиков и большинства людей, занимающихся самолечением. Создающаяся ситуация становится настолько тревожной, что в СМИ индустриально развитых стран постоянно ведутся дискуссии, верен ли путь, избранный человечеством в этой отрасли? Не является ли это обилие лекарств результатом специально спланированной кампанией стремящихся к увеличению своих доходов фармацевтических концернов-гигантов?

Как бы то ни было, но для специалистов в области инфекционных болезней неоспоримым остается тот факт, что среди патогенных микроорганизмов, и бактерий в особенности, имеет место процесс распространения устойчивых к современным химиотерапевтическим средствам вариантов. Особенно ярко это проявляется на примере антибиотиков, устойчивость к которым начала проявлять себя еще в конце 50-х годов 20-го века. При этом, чем более широкое применение получал тот или иной антибиотик, тем быстрее росло количество резистентных к нему штаммов бактерий, выделяемых от пациентов. Это и становилось основной причиной модификаций уже существующих лекарственных препаратов и поиска новых.

Проблема лекарственной резистентности к концу 20-го века стала настолько актуальной, что в основные требования, предъявляемые к претендующим на роль лекарственных препаратов химическим веществам, был введен пункт следующего содержания: вещество должно обеспечивать как можно более медленное накопление устойчивых к нему возбудителей.

Проводимые во второй половине 20-го века исследования показали, что основной причиной столь быстрого распространения лекарственно-устойчивых форм бактерий стало мощное давление отбора, созданное современной медициной и ветеринарией. Попадающие под действие лекарственных препаратов редкие мутантные варианты получили явное селективное преимущество перед чувствительными формами и, массово размножаясь в организмах подвергавшихся лечению пациентов, заменяли чувствительные штаммы. Присущая бактериям способность горизонтального переноса генетической информации сыграло в этом процессе основополагающую роль. В ходе естественных процессов конъюгации, трансформации и трансдукции обеспечивающие устойчивость гены передаются изначально чувствительным бактериям, давая тем самым начало новым популяциям устойчивых. При этом следует учитывать, что в плане обмена генетической информацией у бактерий практически нет барьеров – перенос генов в той или иной степени возможен между практически всеми прокариотами.

Переносу генетической информации способствует наличие у многих видов бактерий внехромосомных генетических элементов – плазмид. На этих небольших по размерам кольцевых молекулах могут располагаться практически любые гены, в том числе и гены лекарственной устойчивости. Обнаружение таких генетических элементов в конце 50-х годов 20-го века у резистентных к антибиотикам клинических штаммов узаконило в классификации плазмид бактерий существование отдельной группы R-плазмид (от англ. resistance – устойчивость), то есть плазмид антибиотикорезистентности.

При анализе R-плазмид патогенных бактерий быстро выяснилось, что именно они ответственны за появление наиболее опасных с медицинской точки полирезистентных (то есть устойчивых сразу к нескольким антибиотикам) штаммов. На одной и той же плазмиде может находиться от одного до девяти генов, продукты которых защищают от антибиотиков различного строения и механизма действия.

Изучение структуры генов, придающих бактериям устойчивость к антибиотикам, показало, что они, как правило, фланкированы последовательностями ДНК, способствующими легкому и быстрому переносу таких генов из одних молекул ДНК в другие (так называемыми IS-элементами), то есть представляют собой транспозоноподобные мобильные генетические элементы. Это объяснило, во-первых, существование множества различающихся по набору генов R-плазмид, которые были обнаружены у различных видов как патогенных, так и не патогенных бактерий, а во-вторых, возможное происхождение таких генов.

Вероятнее всего, такие гены первоначально возникали и сохранялись в процессе эволюции у бактерий, в естественных условиях попадавших под действие антибиотиков, то есть у обитателей почв, где конкуренция бактерий с грибами и мицелиальными бактериями (актиномицетами) является обычным делом. В результате процессов горизонтального переноса генетической информации между почвенными бактериями и обитателями кишечника человека и животных такие гены, в конечном итоге, попадали и в патогенные бактерии. Но обитающим во внутренней среде хозяина патогенам эти гены были не нужны и не сохранялись у них в рядах поколений, пока человек не научился применять антибиотики в качестве лекарственных веществ.

Такое понимание возникновения антибиотикорезстентности сложилось на основе анализа последовательностей генов антибиотикорезистентности и сравнительного анализа структуры и генного состава R-плазмид, выделяемых из клеток патогенов, сапротрофных бактерий, обитающих в почвах, и сапротрофов, заселяющих кишечник животных и человека.

Осознание причин и принципов распространения устойчивости бактерий к антибактериальным препаратам привело к разработке концепции такого применения антибиотиков, которое бы препятствовало распространению устойчивости бактерий к антибактериальным веществам. Одно из положений этой концепции – это ограничение применения антибиотиков медицинского назначения в ветеринарии и защите растений, что должно уменьшать давление отбора. Положено для немедицинского применения разрабатывать и использовать свои антибактериальные препараты. Кроме того, лечение антибиотиками следует осуществлять и корректировать в ходе терапии по результатам определения антибиотикоустойчивости конкретных штаммов, выделенных от пациентов. Реализовывать на практике такую концепцию по ряду объективных причин полностью не удается, но к ее максимально возможному выполнению положено стремиться.

Своеобразным подтверждением описанного выше пути происхождения и распространения устойчивости к антибиотикам является и разнообразие механизмов, лежащих в основе антибиотикорезистентности. По мере выяснения причин устойчивости конкретных бактерий к конкретному антимикробному препарату накапливались сведения, обобщение которых показало, что бактерии используют три основных стратегии:

1) ограничение или полное предотвращение доступа антибиотика к мишени, на которую он должен действовать;

2) изменение мишени таким образом, чтобы связывание антибиотика с ней не происходило вовсе или не мешало выполнению функции мишени;

3) изменение молекул антибиотика путем воздействия на них ферментов, приводящее к потере его антибиотических свойств.

В качестве примеров реализации указанных стратегий можно приводить следующие. Устойчивость к β-лактамным антибиотикам некоторых грамотрицательных бактерий появляется вследствие изменения белков-поринов наружной мембраны, что не позволяет антибиотику попасть в периплазматическое пространство, где располагаются его мишени - ферменты синтеза муреинового каркаса (они же пенициллинсвязывающие белки, сокращенно ПБС). То есть фактически реализуется стратегия номер один.

В то же время многие грамположительные бактерии приобретают устойчивость к β-лактамам за счет синтеза специальных ферментов - β-лактамаз, разрушающих основную часть пенициллинов, карбапенемов и цефалоспоринов - β-лактамное кольцо, без которой антибиотик не способен выполнять свою функцию. Так реализуется стратегия номер три. Следует отметить, что именно этот вариант устойчивости получил в свое время наибольшее распространение в первые годы широкого применения пенициллинов. Именно тогда, в 50-60-х годах 20-го века, были открыты β-лактамазы грамположительных и грамотрицательных бактерий, выяснено, что кодирующие их гены имеют как хромосомную, так и плазмидную локализацию, и что β-лактамаз существует большое разнообразие. Фактически все химические модификации пенициллина, введение в практику сначала цефалоспоринов и их модификаций, а затем и карбопенемов, создание комбинированных препаратов с ингибиторами β-лактамаз клавулановой кислотой и сульбактамом производились для того, чтобы обходить этот механизм устойчивости.

Однако, чем изощренней становились фармацевты, тем больше появлялось устойчивых к β-лактамам форм, среди которых стали лидировать реализующие стратегию номер 2 бактерии. В частности, появившиеся в конце 80-х годов 20-го века метициллинрезистентные штаммы стафилококков создали для медиков настолько большую проблему в плане внутрибольничных инфекций, что получили свое собственное обозначение MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus aureus). Их резистентность оказалось обусловленной изменением структуры пенициллинсвязывающих белков.

Еще один пример реализации бактериями стратегии номер 2 демонстрируют фекальные стрептококки, ныне относимые к роду Enterococcus. Когда для борьбы с MRSA, как возбудителями внутрибольничных инфекций, стали широко применять ванкомицин, связывающийся с двумя последними аминокислотными остатками пептидных мостиков в структуре муреина, появились резистентные к ванкомицину энтерококки, получившие обозначение VRE (vancomycin-resistant Enterococcus). Изучение причин их резистентности к ванкомицину показало, что у этих бактерий исчезла мишень ванкомицина - в пептидных мостиках пептидогликана последний аминокислотный остаток D-аланина заменен на D-лактат. Выяснилось также, что гены, кодирующие осуществляющие такую замену белки, у энтерококков расположены на плазмиде, и это вызвало у медиков серьезные опасения. Если сами энтерококки являются условно-патогенными микроорганизмами и могут вызвать заболевание только у лиц с сильно ослабленным иммунитетом, то возможная передача обуславливающих ванкомицинрезистентность генов от энтерококков к высоко патогенным стафилококкам или стрептококкам может привести к появлению крайне опасных штаммов.

Учитывая такую возможность, в ряде клиник США специально осуществляли мониторинг антибиотикорезистентности стафилококков у пациентов, получавших ванкомицин-терапию длительное время. К 2013 году были обнаружены и изучены промежуточные по устойчивости к ванкомицину Staphylococcus aureus, получившие название VISA (vancomycin-intermediate Staphylococcus aureus). Для таких штаммов характерна более высокая минимальная ингибирующая концентрация ванкомицина, но по уровню резистентности они не достигали значений, характерных для VRE. Обнаружить у таких штаммов гены ванкомицинрезистентности, характерные для VRE, или наличие D-лактата в пептидных мостиках муреина также не удалось. Причиной повышения резистентности таких стафилококков считают зафиксированное у них увеличение плотности пептидогликановых слоев, что предположительно затрудняет доступ ванкомицина к мишени. То есть фактически эти варианты золотистого стафилококка возникли как результат реализации стратегии номер 1, а не как результат распространения генов, обеспечивающих защиту согласно стратегии номер 2.

Поскольку в последние годы для борьбы с MRSA и VRE все чаще стал применяться липопетидный антибиотик даптомицин, прогнозируется, что даптомицинрезистентные штаммы будут отбираться из штаммов VISA, петигликановые слои которых смогут ограничивать доступ даптомицина к цитоплазматической мембране, являющейся мишенью для этого антибиотика.

Еще один механизм, входящий в стратегию номер 1, реализуется как защита против нарушающих синтез нуклеиновых кислот хинолоновых препаратов и блокирующих синтез белка антибиотиков группы тетрациклинов. Мишени для этих веществ находятся внутри бактериальной клетки и для достижения эффекта их концентрация в цитоплазме должна быть достаточно высокой. У ряда микроорганизмов защита от хинолонов и тетрациклинов основана на активации специальных белков, за счет которых осуществляется быстрое связывание и энергозатратное (против градиента концентрации) выведение этих веществ из клетки. Такого рода тетрациклинустойчивость связана с локализованными на R-плазмидах генами и имеет поэтому наиболее широкое распространение.

В тоже время у бактерий может возникать устойчивость к тетрациклинам и другим блокирующим синтез белков антибиотикам за счет изменения конкретных рибосомальных белков (реализация стратегии номер 2). Естественно, что этот вариант появления резистентности встречается гораздо реже и гораздо хуже распространяется за счет горизонтального переноса генетической информации, поскольку является результатом мутаций хромосомных генов. Напротив, устойчивость к блокирующим синтез белков препаратам, основанная на химической модификации антибиотиков с помощью ферментов, легко передается в ходе естественных половых процессов у бактерий, и определяющие ее гены локализуются на плазмидах. В частности, резистентность к хлорамфениколу многих видов бактерий связана с наличием хлорамфениколацетилтрансферазы, а резистентность к канамицину и неомицину – с наличием неомицинфофсофтрансферазы. То есть в этом случае преобладающей стратегией в защите от антибиотиков является стратегия номер 3.

Существенно, что у различных видов бактерий устойчивость к одному и тому же антибиотику может базироваться на различных стратегиях, и в то же время у одного вида бактерий может проявляться сразу несколько механизмов устойчивости к одному антибиотику. С другой стороны, при полирезистентности (устойчивости к антибиотикам различного механизма действия) у одних и тех же бактерий могут реализовываться все три стратегии одновременно.

Все это создает определенные трудности в современной химиотерапии инфекционных болезней, поэтому в ходе второй половины 20-го века продолжалось совершенствование других способов лечения, основанных на применении антигенов, антител и иммуномодуляторов (препаратов, способных корректировать активность клеток иммунной системы). В современной медицинской литературе все это называют иммунотерапией.

Понимание того, что решающее значение в полном освобождении внутренней среды организма от инфекционного начала имеет иммунная система, определило современную стратегию терапии: в ходе лечения надо не только препятствовать размножению патогена, но и способствовать действию защитных сил организма. Добиваться этого можно либо применяя уже готовые антитела, специфичные к данному возбудителю или его токсинам, либо искусственно повышая уровень иммунного ответа.

В первом случае лекарственные препараты представляют собой суспензии антител, полученные из крови животных или людей. По сути своей такая терапия достаточно близка к химиотерапии – для борьбы с патогеном во внутреннюю среду организма вводятся молекулы чужеродного происхождения, однако антитела, в отличие от химиопрепаратов, не способны самостоятельно оказывать губительное действие на микроорганизмы. Взаимодействие антител с патогенами лишь способствует их уничтожению защитными факторами организма, такими, например, как комплемент или фагоцитоз. Существенно также, что антитела определенной специфичности связываются не с микробными клетками, а с продуцируемыми ими токсинами, лишая их, во многих случаях, токсичности и способствуя более быстрому их разрушению фагоцитирующими клетками. Поскольку суспензии антител получают преимущественно из крови иммунизированных животных или людей, такие препараты традиционно называют сыворотками, а лечение с помощью сывороток серотерапией (от латинского serum – сыворотка).

Лечебные сыворотки делят на антимикробные и антитоксические в зависимости от преобладания в них соответствующих антител. Вводятся сыворотки преимущественно внутримышечно, реже подкожно или внутривенно. Как правило, серотерапию сочетают с антибиотикотерапией, и по ряду инфекционных заболеваний, в ходе которых основное поражение организма связано с действием токсинов (дифтерия, столбняк, ботулизм, анаэробная газовая инфекция) такое сочетание принято как преимущественное.

Большинство препаратов для серотерапии представляют собой сыворотки направленного действия, то есть содержащие антитела против конкретных возбудителей или их токсинов. Но при ряде инфекционных заболеваний (например, гепатитах) возможно применение глобулиновой фракции плазмы крови людей, которая называется гамма-глобулин. Этот препарат получают из донорской крови или плацентарной крови здоровых женщин, и он содержит антитела против целого ряда инфекционных заболеваний вирусной и бактериальной этиологии. Чаще всего гамма-глобулин назначают для лечения детей с ослабленным иммунным статусом при коклюше, скарлатине, хронических воспалениях дыхательной системы и ряде других заболеваний.

Недостатком серотерапии является возможность развития у пациентов сывороточной болезни по схеме гиперчувствительности типа III или же проявления гиперчувствительности типа I в форме анафилаксии.

Суть вакцинотерапии (лечения с помощью специальных вакцин) заключается во введении в организм болеющего человека суспензии антигенов, характерных для возбудителя вызвавшего данный инфекционный процесс. Конечная цель таких воздействий – ускорить развитие иммунных ответов и повысить их уровень. Чаще всего вакцинотерапию применяют при переходе болезней в хроническую форму, что в большинстве случаев является следствием недостаточной для излечения реакции иммунной системы пациента. Вакцины для терапии, как правило, отличаются от профилактических и изготавливаются специально либо промышленно, либо в лабораториях лечебных учреждений. В последнем случае вакцину готовят из бактерий, выделенных непосредственно из организма конкретного пациента, и такие вакцины называют аутовакцинами.

В последние два десятилетия делаются попытки создания эффективных препаратов для лечения инфекционных болезней на основе иммуномодуляторов. Так называют все препараты, способные воздействовать на клетки и органы иммунной системы. Иммуномодуляторы делят на экзо- и эндогенные по происхождению, и на иммунодепрессанты и иммуностимуляторы по конечному эффекту действия. В терапии инфекционных заболеваний приоритет отдается иммуностимуляторам, которые должны повышать уровень иммунных ответов в ходе инфекционных процессов различной этиологии.

В качестве экзогенных иммуномодуляторов опробованы вещества или смеси веществ природного происхождения, получаемые из микроорганизмов или растений. К таковым относятся продигиозан (липополисахарид Bacterium prodigiosum), сальмозан (липолисахаридный компонент О-антигенга сальмонелл), липополисахариды других энтеробактерий, а из растительных препаратов - экстракты эхиноцеи. Используются также и синтетические препараты (дибазол, левамизол, диуцифон и др.), которые способны оказывать стимулирующее действие на иммунокомпетентные клетки различных групп.

К эндогенным иммуностимуляторам относят интерлейкины (ИЛ-4, ИЛ-5, ИЛ-6), а также препараты, получаемые из вилочковой железы животных и содержащие ряд гормонов тимуса.

Следует отметить, что эффекты действия даже допущенных к практическому использованию иммуномодуляторов существенно варьируют в зависимости от индивидуальных особенностей пациентов, что ограничивает их широкое применение в терапии инфекционных заболеваний. Чаще всего к ним приходится прибегать в случаях лечения людей с резко ослабленным иммунным статусом, когда традиционные средства терапии не имеют положительного эффекта.

Дата добавления: 2014-11-16