Odporni mikrobi – vrnitev odpisanih

OČITNO že vse od začetka življenja na zemlji obstajajo virusi, bakterije, praživali, glive in drugi mikroorganizmi. Presunljiva prilagodljivost je tem mikrobom, najpreprostejšim živim bitjem, omogočila, da so preživeli, kjer noben drug ne more. Najdemo jih lahko v vrelcih tople vode na oceanskem dnu, kot tudi v ledenih arktičnih vodah. Sedaj ti mikrobi zavračajo najhujše napade na njihov obstoj – protimikrobna zdravila.

Pred stotimi leti se je vedelo, da so nekateri mikrobi oziroma mikroorganizmi povzročitelji bolezni, vendar takrat še nihče ni slišal za protimikrobna zdravila. Če se je kdo okužil in zbolel za resno infekcijsko boleznijo, mu marsikdaj zdravniki niso mogli ponuditi nič kaj več kot le moralno podporo. Človekov imunski sistem se je moral sam boriti zoper infekcijo in če ni bil dovolj močan, so bile posledice pogosto tragične. Že majhna praska, okužena z mikrobi, je vse prepogosto privedla do smrti.

Tako je odkritje prvih varnih zdravil proti mikrobom – antibiotikov – povzročilo v medicini revolucijo. * Uporaba sulfa-zdravil v 1930-ih letih in zdravil, kot sta penicilin in streptomicin, v 1940-ih je v prihodnjih desetletjih vodila v poplavo odkritij. Do 1990-ih let je v antibiotično orožarno spadalo kakih 150 različnih mešanic iz 15 skupin.

Namesto zmage poraz

V 1950-ih in 1960-ih letih so nekateri ljudje pričeli proslavljati zmago nad infekcijskimi  boleznimi. Nekaj mikrobiologov je celo verjelo, da bodo te bolezni samo še stvar preteklosti. Leta 1969 je eden vodilnih zdravstvenih delavcev v Ameriki pred tamkajšnjim kongresom dejal, da bo človeštvo morda kmalu »zaprlo knjigo infekcijskih bolezni«. Nobelov nagrajenec Macfarlane Burnet je skupaj z Davidom Whiteom leta 1972 napisal: »Napoved prihodnosti infekcijskih bolezni je skoraj gotovo zelo temačna.« Zares, nekateri so menili, da je takšne bolezni mogoče docela odstraniti.

Prepričanje, da so infekcijske bolezni pravzaprav poražene, je povzročilo vsesplošno pretirano samozavest. Neka medicinska sestra, ki je vedela, kako nevarni so bili mikroorganizmi pred nastopom antibiotikov, je dejala, da so nekatere mlajše medicinske sestre postale površne pri osnovni higieni. Ko jih je opomnila, naj si umijejo roke, so ji odvrnile: »Ne skrbi, sedaj imamo antibiotike.«

Vendar sta zanašanje na antibiotike in njihovo prekomerno uživanje imeli katastrofalne posledice. Infekcijske bolezni niso popustile. Še več, prihrumele so nazaj in postale glavni vzrok umrljivosti na svetu! Drugi dejavniki, ki tudi prispevajo k širjenju infekcijskih bolezni, so vojni kaos, splošno razširjena podhranjenost v državah v razvoju, pomanjkanje čiste vode, slabe higienske razmere, zelo razvit mednarodni promet in globalne klimatske spremembe.

Bakterijska odpornost

Presenetljiva odpornost običajnih mikrobov se je izkazala za velik problem, ki se ga na splošno ni pričakovalo. Vendar če se ozremo nazaj, bi to, da bodo mikrobi postali odporni na zdravila, morali pričakovati. Zakaj? Razmislite denimo o nečem podobnem, kar se je zgodilo z uvedbo insekticida DDT sredi 1940-ih let. * Takrat so se mlekarji razveselili, ko so muhe, ki so jih poškropili z DDT-jem pravzaprav izginile. Nekaj pa jih je preživelo in njihovi potomci so podedovali odpornost na DDT. Kmalu so se te muhe razširile vsepovsod, saj DDT ni več učinkoval.

Celo pred uporabo DDT-ja in še predno se je leta 1944 penicilin lahko dobilo v lekarnah, so škodljive bakterije pokazale svojo presenetljivo obrambo. Dr. Alexander Fleming, odkritelj penicilina, se je tega zavedal. V svojem laboratoriju je opazoval, kako so mlajše generacije Staphylococcusa aureusa (bolnišnični stafilokok) razvile celične stene, katere so bile vse bolj odporne proti zdravilu, ki ga je odkril.

Zaradi tega je dr. Fleming pred približno 60 leti svaril, da lahko škodljive bakterije v okuženem človeku postanejo odporne na penicilin. Če odmerki penicilina ne ubijejo dovolj škodljivih bakterij, pride do razmnoževanja njihovih odpornih potomcev. Zato bi se lahko ponovno pojavile bolezni, ki jih penicilin ne bi mogel pozdraviti.

V knjigi The Antibiotic Paradox piše: »Flemingova predvidevanja so se pokazala v veliko  bolj uničujoči obliki, kot je sam sploh lahko predvidel.« Kako? Raziskave so pokazale, da so geni (drobceni zapisi v bakterijinem DNK-ju) v nekaterih vrstah bakterij ustvarili encime, ki onesposobijo penicilin. Zato je tudi zdravljenje s celotnim odmerkom tega zdravila pogosto neuspešno. To je bilo zares šokantno!

V prizadevanjih, da bi se premagalo infekcijske bolezni, se je v letih od 1940 do 1970, pa tudi še nekaj v 1980 in 1990, v zdravstvu redno uvajalo vedno nove antibiotike. Ti so lahko uničili bakterije, ki so kljubovale prejšnjim zdravilom. Toda v nekaj letih so se pojavile bakterije, ki so se upirale tudi tem novim zdravilom.

Ljudje so ugotovili, da so bakterije s svojo odpornostjo nenavadno premetene. Bakterije lahko spreminjajo tudi svoje celične stene, da antibiotikom preprečijo vstop, oziroma spremenijo lastno kemijo, tako da jih antibiotiki ne morejo uničiti. Po drugi strani lahko bakterije odstranijo antibiotik takoj, ko ta vstopi v celico, ali pa enostavno uničijo njegovo učinkovitost, tako da ga razkrojijo.

Odporne vrste bakterij so se z vse večjo uporabo antibiotikov namnožile in razširile. Popolna polomija? Ne, vsaj v večini primerov. Če en antibiotik ne učinkuje pri določeni infekciji, pa drugemu običajno uspe. Odpornost je nadloga, a do nedavnega se jo je največkrat dalo nadzirati.

Odpornost na več zdravil

Medicinski strokovnjaki so bili zgroženi nad odkritjem, da bakterije med sabo izmenjujejo gene. Sprva je obstajalo mnenje, da so samo bakterije iste vrste zmožne česa takega. Toda kasneje so prav te odporne gene odkrili v popolnoma  drugih vrstah bakterij. S takšno izmenjavo so različne bakterije postale odporne na mnoga običajno rabljena zdravila.

Kot da vse to še ne bi bilo dovolj, so raziskave v 1990-ih letih pokazale, da lahko nekatere bakterije postanejo odporne tudi brez pomoči drugih. Določene celo ob prisotnosti enega samega antibiotika razvijejo odpornost na več antibiotikov, tako naravnih kot umetnih.

Mračna prihodnost

Skoraj vsi današnji antibiotiki še vedno učinkujejo pri večini ljudi. Kako učinkovita pa bodo ta zdravila v prihodnosti? V The Antibiotic Paradox piše: »Ne moremo več pričakovati, da bomo infekcijo pozdravili s prvim izbranim antibiotikom.« V knjigi še piše: »V nekaterih delih sveta imajo omejene količine antibiotikov, kar pomeni, da noben razpoložljiv antibiotik ne učinkuje. [. . .] Pacienti obolevajo in umirajo zaradi bolezni, za katere so pred 50 leti nekateri predvidevali, da bodo zbrisane z zemlje.«

Bakterije niso edini mikrobi, ki so postali odporni na zdravila. Virusi, glive in drugi majhni paraziti so prav tako presenetljivo prilagodljivi. Njihovi spremenjeni organizmi svetu kažejo zobe in grozijo, da bodo izničili ves napor, ki je bil vložen v odkritje in proizvodnjo protimikrobnih zdravil.

Kaj se potem da narediti? Ali se odpornost lahko odpravi ali pa vsaj obvladuje? Kako bi lahko bili v svetu, ki ga vse bolj pestijo infekcijske bolezni, antibiotiki in druga protimikrobna zdravila še naprej učinkoviti?

[Podčrtni opombi]

[Okvir/slika na strani 6]

Kaj so protimikrobna zdravila?

Antibiotik, ki vam ga predpiše zdravnik, spada v skupino zdravil, ki se imenujejo protimikrobna sredstva. Razvrščena so pod splošnim nazivom »kemoterapija«, kar se nanaša na zdravljenje bolezni s kemičnimi snovmi. Čeprav se izraz »kemoterapija« pogosto uporablja v povezavi z zdravljenjem raka, se je prvotno nanašal – in še vedno se – na zdravljenje infekcijskih bolezni. V takšnih primerih se imenuje kemoterapija s protimikrobnimi zdravili.

Mikrobi oziroma mikroorganizmi so majhna bitja, ki jih je mogoče videti samo z mikroskopom. Protimikrobna zdravila so kemične snovi, ki uničujejo mikrobe, povzročitelje bolezni. Žal lahko ta sredstva delujejo tudi proti koristnim mikrobom.

Selman Waksman, soodkritelj streptomicina, je leta 1941 z izrazom »antibiotik« usmeril pozornost na snovi, ki delujejo proti bakterijam in jih ustvarjajo mikroorganizmi. Antibiotiki kot tudi druga protimikrobna zdravila, ki se jih uporablja pri zdravljenju, so dragoceni zaradi selektivne toksičnosti. To pomeni, da lahko zastrupijo mikrobe, ne da bi resno zastrupili ljudi.

Vendar pa so vsi antibiotiki vsaj nekoliko strupeni tudi za nas. Varnostna meja med odmerkom, ki bo vplival na mikrobe, in odmerkom, ki bo škodoval človeku, se imenuje terapevtski indeks. Višji ko je indeks, varnejše je zdravilo; nižji ko je, nevarnejše je. Pravzaprav je bilo odkritih na tisoče antibiotičnih snovi, a jih je večina zdravju škodljivih, ker so za ljudi oziroma živali preveč strupene.

Prvi naravni uporabni antibiotik, ki se ga je lahko vbrizgalo v telo, je bil penicilin, ki se ga pridobiva iz plesni Penicillium notatum. Penicilin so prvič vbrizgnili v žilo leta 1941. Že leta 1943 so iz bakterije Streptomyces griseus, ki jo najdemo v prsti, izolirali streptomicin. Sčasoma so odkrili oziroma razvili še mnoge druge antibiotike, tako tiste, ki izvirajo iz žive narave, kot tiste, ki so narejeni sintetično. Vendar so bakterije postale odporne na mnoge od teh antibiotikov. Tako je nastal zdravstveni problem svetovnih razsežnosti.

[Slika]

Kolonija penicilinske plesni, ki je vidna na dnu posode, zadržuje rast bakterij

[Vir slike]

Christine L. Case/Skyline College

[Okvir/slika na strani 7]

Vrste mikrobov

Virusi so najmanjši mikrobi. Povzročajo običajne bolezni, kot so prehlad, gripa in vnetje grla, pa tudi strašne bolezni, kot so otroška paraliza, ebola in aids.

Bakterije so preprosti enocelični organizmi. So brez jedra in na splošno imajo samo en kromosom. V našem telesu, predvsem v prebavnem traktu, je na bilijone bakterij. Pomagajo nam prebaviti hrano in so glavni vir vitamina K, ki je pomemben pri strjevanju krvi.

Samo okoli 300 od približno 4600 znanih vrst bakterij je patogenih (povzročajo bolezen). Kljub temu bakterije sestavljajo dolg seznam povzročiteljev bolezni pri rastlinah, živalih in ljudeh. Pri slednjih so te bolezni tuberkuloza, kolera, davica, antraks, zobna gniloba, nekatere vrste pljučnice in številne spolno prenosljive bolezni.

Praživali so enocelični organizmi, podobno kot bakterije. Imajo pa lahko več kot eno jedro. Mednje spadajo amebe in tripanosome kakor tudi zajedavec, ki povzroča malarijo. Skoraj tretjina živih bitij so zajedavci – obstaja jih približno 10.000 različnih vrst – čeprav samo nekateri povzročajo bolezni pri ljudeh.

Glive prav tako spadajo med povzročitelje bolezni. Ti organizmi imajo jedro in oblikujejo niti, ki se med seboj prepletajo. Najobičajnejši glivični infekciji sta atletsko stopalo in kandidoza. Resna glivična obolenja običajno prizadenejo le ljudi, ki imajo oslabljeno obrambo zaradi podhranjenosti, raka, zdravil ali virusnih infekcij, ki slabo vplivajo na imunski sistem.

[Slike]

Virus ebole

Bakterija Staphylococcus aureus

Protozoj Giardia lamblia

Glivice

[Viri slik]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Courtesy Dr. Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Slika na strani 4]

Alexander Fleming, odkritelj penicilina