Rezistentní mikroby — Kde se tady vzaly?

VIRY, bakterie, prvoci, plísně a další mikroorganismy zjevně existují již od doby, kdy na zemi začal život. Jejich neuvěřitelná přizpůsobivost jim umožňuje přežít i tam, kde nedokáže žít nic jiného. Tyto nejjednodušší formy života byly nalezeny v okolí horkých sopouchů na dně oceánu, ale také v arktických ledových vodách. A nyní mikroorganismy odrážejí i ten nejintenzivnější útok, jakému kdy byly vystaveny — používání antimikrobiálních léků.

Již před sto lety se vědělo, že některé mikroorganismy neboli mikroby jsou příčinou některých chorob, ale antimikrobiální léky tehdy známé nebyly. Jestliže někdo dostal závažné infekční onemocnění, mnozí lékaři mu kromě morální podpory v podstatě neměli co nabídnout. Pacientův imunitní systém se musel vypořádat s infekcí sám. Pokud tento systém nebyl dostatečně silný, byly následky často tragické. I malý škrábanec infikovaný mikroby velmi často vedl ke smrti.

A tak objev prvních bezpečných antimikrobiálních léků — antibiotik — byl převratem v medicíně. * Ve 30. letech minulého století se začaly používat sulfonamidy a ve 40. letech léky jako například penicilin a streptomycin. Následující desetiletí se nesla ve znamení celé řady dalších objevů. A tak v 90. letech minulého století už představoval arzenál antibiotik 150 látek v 15 kategoriích.

Očekávané vítězství zmařeno

V 50. a 60. letech minulého století začali někteří lidé věřit, že nad infekčními chorobami jsme již zvítězili. Někteří mikrobiologové byli dokonce přesvědčeni, že tyto choroby budou  brzy jen přízrakem minulosti. V roce 1969 hlavní lékař zdravotnických zařízení ve Spojených státech prohlásil před americkým Kongresem, že lidstvo by brzy mohlo „kapitolu o infekčních nemocích uzavřít“. Nositel Nobelovy ceny Macfarlane Burnet spolu s Davidem Whitem v roce 1972 napsali: „Infekční nemoci mají pravděpodobně velmi špatnou prognózu.“ Někteří lidé se dokonce domnívali, že tyto nemoci budou zcela odstraněny.

Přesvědčení, že infekční nemoci jsou v podstatě poraženy, pramenilo ze všeobecně přehnané sebedůvěry. Jedna zdravotní sestra, která dobře věděla, jak velkou hrozbu představovaly mikroby před zavedením antibiotik, řekla, že některé mladší sestřičky nedbají na základní hygienu. Když jim připomínala, že si mají mýt ruce, odsekly jí: „Co se bojíte, vždyť máme antibiotika.“

Přílišné spoléhání na antibiotika a jejich nadměrné používání však mělo katastrofální následky. Infekční nemoci přetrvaly. A nejen to, obrátily se proti nám a staly se hlavní příčinou smrti na světě. K šíření infekčních chorob přispěly také další faktory, například chaos způsobený válkami, rozšířená podvýživa v rozvojových zemích, nedostatek vody, špatné hygienické podmínky, možnost rychle cestovat mezi zeměmi a globální změny klimatu.

Bakteriální rezistence

Největším problémem, který nikdo neočekával, se stala rezistence běžných mikrobů. Když se ale na to podíváme zpětně, měli jsme předpokládat, že mikroby by si odolnost vůči lékům mohly vytvořit. Proč? Všimněte si například, že něco podobného se stalo v polovině 40. let minulého století, když se začal používat insekticid DDT. * Ošetřovatelé dojnic byli tehdy velmi rádi, že mouchy díky práškování a postřikům s DDT prakticky vymizely. Některé však přežily a jejich potomci zdědili vůči DDT odolnost. A počet much, na které DDT nepůsobilo, byl brzy obrovský.

Dokonce ještě předtím než se používalo DDT a než se začal v roce 1944 vyrábět komerčně penicilin, ukázaly škodlivé bakterie, jak hrozivou mají výzbroj. Doktor Alexander Fleming, objevitel penicilinu, si toho byl vědom. V laboratoři pozoroval, jak se u dalších generací bakterie Staphylococcus aureus (nemocniční kmen) stávala buněčná stěna čím dál méně prostupnou pro lék, který objevil.

Proto dr. Fleming již před asi 60 lety varoval, že škodlivé bakterie by si u infikovaného člověka mohly vytvořit odolnost proti penicilinu. Jestliže penicilin v podané dávce nezabije dostatečný počet škodlivých bakterií, jejich rezistentní potomstvo se pak rozmnoží. To vede ke vzniku onemocnění, která již penicilinem nelze léčit.

Kniha The Antibiotic Paradox (Paradox antibiotik) o tom říká: „Flemingovy předpovědi se potvrdily daleko katastrofálnějším způsobem, než se domníval.“ Jak to? Ukázalo se, že geny některých kmenů bakterií vytvářejí enzymy, jež brání účinku penicilinu. Proto jsou i vysoké  dávky penicilinu často neúčinné. To bylo šokující.

Ve snaze zvítězit nad infekčními nemocemi byla od 40. do 70. let minulého století pravidelně uváděna na trh další antibiotika a některá také v 80. až 90. letech. Bylo jimi možné potlačit bakterie, které odolaly předchozím antibiotikům. Během několika let se však objevily kmeny bakterií, které se ubránily i těmto novým lékům.

Lidé zjistili, že bakteriální rezistence je neuvěřitelně důmyslná. Bakterie mají schopnost změnit své vnitřní chemické pochody, takže je antibiotikum nedokáže zabít. Bakterie také mohou provést změny ve vlastní buněčné stěně, což zabrání tomu, aby se antibiotikum dostalo dovnitř. Další možnost je, že bakterie odstraňuje antibiotikum stejnou rychlostí, jakou vstupuje do buňky, anebo ho rozloží, a tím z něj udělá neúčinnou látku.

S častějším používáním antibiotik přibývalo rezistentních kmenů bakterií, které se dále množily a šířily. Selhala antibiotika na celé čáře? Ne, alespoň ne ve většině případů. Pokud na určitou infekci nebylo účinné jedno antibiotikum, pak jiné obvykle zabralo. Rezistence sice představovala určitou komplikaci, ale až donedávna se většinou dala zvládnout.

Multirezistence

Ke svému zděšení potom vědci zjistili, že bakterie si mezi sebou vyměňují geny. Zpočátku se předpokládalo, že k tomu může docházet pouze mezi bakteriemi stejného druhu. Avšak později byly stejné geny rezistence objeveny u naprosto odlišných druhů bakterií. Tímto způsobem si různé druhy bakterií vytvořily rezistenci k mnoha běžně používaným lékům.

 Jako by to nestačilo, studie v 90. letech minulého století ukázaly, že určité bakterie si vytvořily rezistenci samy od sebe. Dokonce i působením jediného antibiotika si některé druhy bakterií vytvářejí rezistenci k mnoha dalším antibiotikům, a to jak přirozeným, tak syntetickým.

Zlověstná budoucnost

Mnohá antibiotika jsou sice dnes u většiny lidí ještě účinná, ale jakou můžeme čekat budoucnost? Kniha The Antibiotic Paradox uvádí: „Již nemůžeme předpokládat, že nějaká infekce bude vyléčena prvním použitým antibiotikem.“ Kniha dodává: „V některých částech světa není dostatečný výběr antibiotik, což znamená, že žádné z dostupných antibiotik není účinné. . . . Pacienti tam trpí nemocemi, o kterých se před 50 lety tvrdilo, že navždy zmizí z povrchu země, a dokonce na tyto nemoce umírají.“

Bakterie nejsou jedinými choroboplodnými zárodky, které jsou rezistentní na běžně používané léky. Viry, plísně a také drobní paraziti prokázali neuvěřitelnou přizpůsobivost. Je tedy nebezpečí, že na světě by se mohly objevit nové kmeny, jež znehodnotí veškeré úsilí investované do objevování a výroby léků proti těmto mikrobům.

Dá se s tím něco dělat? Lze rezistenci zcela odstranit nebo ji alespoň dostat pod kontrolu? Je možné ve světě, který je stále více sužován infekčními nemocemi, dále stavět na vítězstvích, jichž bylo díky antibiotikům a dalším antimikrobiálním lékům dosaženo?

[Poznámky pod čarou]

[Rámeček a obrázek na straně 6]

Co jsou antimikrobiální léky?

Antibiotika, která vám předepíše lékař, spadají do kategorie antimikrobiálních léků. Patří pod celkové označení „chemoterapeutika“, což znamená chemické látky používané k léčbě nemocí. Pojem chemoterapie se často používá v souvislosti s léčbou rakoviny, ale původně platil — a dodnes platí — i na léčbu infekčních nemocí. V takových případech se mluví o antimikrobiální chemoterapii.

Mikroby jsou nepatrné organismy, které lze vidět pouze pomocí mikroskopu. Antimikrobiální léky jsou chemické látky, jež působí proti mikrobům vyvolávajícím nemoci. Žel, tyto léky působí i proti mikrobům, které jsou prospěšné.

Selman Waksman, spoluobjevitel streptomycinu, použil v roce 1941 výraz „antibiotikum“ na antibakteriální léky, které pocházejí z mikroorganismů. Hodnota antibiotik a také jiných antimikrobiálních léků spočívá v tom, že mají takzvanou selektivní toxicitu. To znamená, že jsou jedovaté pro mikroby, aniž by byly nějak závažně jedovaté pro člověka.

Všechna antibiotika jsou nicméně trochu toxická i pro nás. Rozdíl mezi tím, do jaké míry lék zasáhne mikroby a jak uškodí nám, vyjadřuje terapeutický index. Čím je tento index vyšší, tím je lék bezpečnější, a čím je nižší, tím větší riziko nám hrozí. Byly již objeveny tisíce typů antibiotik, avšak většinu jich nelze v medicíně použít, protože jsou pro lidi i pro zvířata příliš toxické.

Prvním přirozeným antibiotikem, které bylo možné použít vnitřně, byl penicilin z plísně Penicillium notatum. Nitrožilně byla tato látka poprvé použita v roce 1941. Krátce nato, v roce 1943, byl z půdních bakterií Streptomyces griseus izolován streptomycin. Časem bylo připraveno mnoho dalších antibiotik, a to jak z živých organismů, tak chemickou cestou. Nicméně bakterie si našly způsoby, jak si na mnohá antibiotika vytvořit rezistenci, což se nakonec stalo celosvětovým zdravotnickým problémem.

[Obrázek]

Kolonie penicilinové plísně na dně misky brání růstu bakterií

[Podpisek]

Christine L. Case/Skyline College

[Rámeček a obrázky na straně 7]

Druhy mikroorganismů

Viry jsou nejmenší mikroorganismy. Způsobují běžná onemocnění, jako je například nachlazení, chřipka a bolení v krku. Mohou však také vyvolat hrozné nemoci, například dětskou obrnu, horečku Ebola a AIDS.

Bakterie jsou jednoduché jednobuněčné organismy, které nemají jádro a obvykle mají pouze jeden chromozom. V našem těle, hlavně v zažívacím traktu, jsou jich biliony. Pomáhají při trávení potravy a jsou hlavním zdrojem vitaminu K, který je nezbytný pro srážení krve.

Jen asi 300 z celkového počtu 4 600 známých druhů bakterií je pokládáno za patogenní, tedy za schopné vyvolat onemocnění. Tyto bakterie jsou příčinou mnoha nemocí rostlin, zvířat i lidí. Lidem způsobují například tuberkulózu, choleru, záškrt, antrax, zubní kaz, některé typy zápalu plic a řadu pohlavně přenášených chorob.

Prvoci jsou podobně jako bakterie jednobuněčné organismy, ale mají nejméně jedno jádro. Patří mezi ně améby a trypanosomy a také parazit, který způsobuje malárii. Parazituje asi třetina prvoků — tedy asi 10 000 druhů —, ale jen několik z nich vyvolává onemocnění u lidí.

Patogenní houby mohou být příčinou onemocnění. Tyto mikroorganismy mají jádro a vytvářejí kobercovitou spleť vláken. Nejčastější jsou plísňové infekce kůže (mykózy) a sliznic (kandidózy). Závažné plísňové infekce obvykle postihují pouze ty lidi, jejichž obranné mechanismy jsou oslabeny podvýživou, rakovinou, léky nebo virovými infekcemi, které potlačují imunitní systém.

[Obrázky]

Virus Ebola

Bakterie „Staphylococcus aureus“

Prvok „Giardia lamblia“

Dermatofyt

[Pospisky]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

S laskavým svolením Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Obrázek na straně 4]

Alexander Fleming, objevitel penicilinu