De föränderliga mikroberna – Varför de blir resistenta

DET är tydligt att virus, bakterier, protozoer, svampar och andra mikroorganismer har funnits sedan livets början. Den förbluffande flexibiliteten hos dessa mikrober, de enklaste av alla skapelser, har gjort det möjligt för dem att överleva där inga andra livsformer skulle göra det. Man finner dem både i skållheta utlopp på havsbottnen och i Arktis iskalla vatten. Nu kämpar dessa mikrober mot det mest samlade angreppet någonsin mot deras existens – antimikrobiella läkemedel.

För hundra år sedan kände man till vissa mikrober som orsakade sjukdom, men ingen hade hört talas om antimikrobiella läkemedel. Om en person fick en allvarlig infektionssjukdom, var det inte många läkare som hade något annat att erbjuda än moraliskt stöd. Immunsystemet hos den här personen fick kämpa på egen hand mot infektionen. Om immunsystemet inte var tillräckligt starkt, fick det hela ofta en tragisk utgång. Till och med en mindre skråma som infekterats av en mikrob ledde allt för ofta till döden.

Upptäckten av det första säkra antimikrobiella läkemedlet – antibiotika – revolutionerade därför läkarvetenskapen. * Medicinsk användning av sulfapreparat på 1930-talet och sådana läkemedel som penicillin och streptomycin på 1940-talet ledde till en mängd upptäckter under de efterföljande decennierna. På 1990-talet hade antibiotikaarsenalen kommit att omfatta cirka 150 kemiska föreningar i 15 olika kategorier.

 Drömmar om seger krossade

På 1950- och 1960-talen hade somliga börjat tro på seger över infektionssjukdomarna. En del mikrobiologer trodde till och med att sådana sjukdomar snart skulle vara något som hörde till det förflutna. År 1969 betygade chefen för den allmänna hälsovården i USA för kongressen att ”infektionssjukdomar snart skulle vara ett minne blott” för mänskligheten. År 1972 skrev nobelpristagaren Macfarlane Burnet tillsammans med David White: ”Den mest sannolika prognosen när det gäller infektionssjukdomarnas framtid är att det inte kommer att bli mycket att rapportera om.” Ja, en del trodde att sådana sjukdomar skulle utrotas helt och hållet.

Uppfattningen att infektionssjukdomarna praktiskt taget hade besegrats ledde till en utbredd självsäkerhet. En sjuksköterska som var medveten om det hemska hot som bakterierna hade utgjort innan antibiotikan kom lade märke till att en del yngre sköterskor hade blivit slarviga med hygienen. När hon sade åt dem att tvätta händerna, svarade de ibland: ”Oroa dig inte, vi har ju antibiotika nu.”

Den här tilltron till antibiotika och överkonsumtion av den har dock fått katastrofala konsekvenser. Infektionssjukdomarna finns kvar. Inte nog med det, de har kommit tillbaka och blivit den främsta dödsorsaken i världen! Andra faktorer som också har bidragit till spridningen av infektionssjukdomar är krigskaos, utbredd undernäring i utvecklingsländer, brist på rent vatten, bristande hygien, ökat resande över hela världen och globala klimatförändringar.

Resistenta bakterier

Den häpnadsväckande förmågan hos vanliga bakterier att återhämta sig har visat sig vara ett stort problem som man i allmänhet inte har räknat med. Men när man ser tillbaka borde man ha förutsett att bakterier skulle utveckla immunitet mot läkemedel. Varför det? Ett liknande exempel är det som hände när man introducerade insektsmedlet DDT i mitten av 1940-talet. * Då jublade mejeristerna över att flugorna i stort sett försvann när man sprutade DDT. Men några flugor överlevde, och deras avkomma ärvde immunitet mot DDT. Det dröjde inte länge förrän dessa flugor, som inte påverkades av DDT, snabbt ökade i antal.

Till och med innan DDT började användas, och innan penicillinet kom ut på marknaden 1944, visade det sig hur väl skadliga bakterier kan försvara sig. Doktor Alexander Fleming, som upptäckte penicillinet, blev medveten om detta. I sitt laboratorium såg han när de nya generationerna stafylokocker (av arten Staphylococcus aureus) utvecklade cellväggar som var alltmer ogenomträngliga för det läkemedel han hade upptäckt.

Det här fick dr Fleming att för omkring 60 år sedan varna för att skadliga bakterier hos en smittad person kunde utveckla resistens mot penicillin. Om penicillinkurerna inte skulle döda tillräckligt många skadliga bakterier, skulle deras resistenta avkomma förökas. Som ett resultat skulle sjukdomen komma tillbaka i en form som penicillinet inte skulle kunna bota.

 I boken The Antibiotic Paradox heter det: ”Flemings förutsägelser uppfylldes på ett mer förödande sätt än vad till och med han själv hade kunnat ana.” Hur då? Man upptäckte att generna – de små ritningarna i en bakteries DNA – i vissa bakteriestammar producerar enzymer som gör penicillin ineffektivt. Följden har blivit att till och med omfattande penicillinkurer ofta är verkningslösa. Vilken chock detta blev!

I ett försök att vinna kampen mot infektionssjukdomar framställde man regelbundet nya antibiotiska medel mellan 1940- och 1970-talet, och några under 1980- och 1990-talet. Dessa kunde bryta ner bakterier som var motståndskraftiga mot tidigare läkemedel. Men på bara några år hade det dykt upp bakteriestammar som trotsade även dessa läkemedel.

Människor har kommit fram till att bakteriernas motstånd är fantastiskt sinnrikt. Bakterierna kan till exempel förändra sin cellvägg så att antibiotikan inte tränger igenom, eller förändra sin egen kemiska sammansättning så att de inte dör av antibiotikan. Bakterierna kan också pumpa ut antibiotikan lika snabbt som den kommer in, eller helt enkelt göra den verkningslös genom att sönderdela den.

Allteftersom användningen av antibiotika har ökat, har resistenta bakteriestammar mångfaldigats och spridits. Är detta en fullständig katastrof? Nej, vanligtvis inte. Om en viss antibiotika inte fungerar mot en särskild infektion, finns det i regel någon annan sort som gör det. Resistens har varit ett problem, men till helt nyligen har den vanligtvis gått att hantera.

Multiresistens

Till sin fasa upptäckte medicinska forskare sedan att bakterier byter gener med varandra. Först trodde man att endast  bakterier av samma typ kunde byta gener med varandra. Men längre fram upptäckte man samma resistenta gener i helt andra typer av bakterier. Genom sådana byten har bakterier av olika typer utvecklat resistens mot många olika vanliga läkemedel.

Som om detta inte var nog visar studier som gjordes på 1990-talet att en del bakterier kan bli läkemedelsresistenta på egen hand. Till och med när det bara finns ett antibiotiskt medel med i bilden, utvecklar vissa slag av bakterier resistens mot flera slag av antibiotiska medel, både naturliga och syntetiska.

En olycksbådande framtid

Även om de flesta antibiotiska medel i dag fortfarande fungerar på de flesta människor, är frågan hur effektiva sådana läkemedel kommer att bli i framtiden. I The Antibiotic Paradox heter det: ”Vi kan inte längre förvänta att all smitta kommer att kunna botas med första bästa antibiotiska medel.” Det heter vidare: ”I vissa delar av världen innebär de begränsade tillgångarna på antibiotika att inget tillgängligt antibiotiskt medel är effektivt. ... Patienter lider och dör av sjukdomar som en del, för 50 år sedan, förutspådde skulle utplånas från jordens yta.”

Bakterier är inte de enda mikroorganismer som har blivit resistenta mot läkemedel. Såväl virus som svampar och andra små parasiter har också visat en fantastisk anpassningsförmåga och kan ge världen mikrobstammar som hotar att rasera allt som gjorts för att upptäcka och framställa läkemedel som bekämpar dem.

Vad kan då göras? Kan man lösa problemet med resistens, eller åtminstone få kontroll över det? Hur kan de segrar som antibiotiska och antimikrobiella läkemedel vunnit bestå i en värld som alltmer drabbas av infektionssjukdomar?

[Fotnoter]

[Ruta/Bild på sidan 6]

Vad är antimikrobiella läkemedel?

Den antibiotika som din läkare skriver ut faller under en kategori läkemedel som kallas antimikrobiella läkemedel. Dessa räknas under den allmänna termen ”kemoterapi”, som syftar på behandling av sjukdomar med kemiskt framställda läkemedel. Även om termen ”kemoterapi” ofta används i samband med cancerbehandling, syftade den ursprungligen på behandling av infektionssjukdomar, och så används termen fortfarande. I de fallen kallas det antimikrobiell kemoterapi.

Mikrober är små organismer som kan ses enbart med hjälp av ett mikroskop. Antimikrobiella läkemedel är kemiska ämnen som angriper mikrober som orsakar sjukdom. Dessvärre kan antimikrobiella medel också angripa mikrober som är till nytta för oss.

År 1941 införde Selman Waksman, som var med och upptäckte streptomycinet, termen ”antibiotika” för antibakteriella medel som kommer från mikroorganismer. Både antibiotika och andra antimikrobiella läkemedel som används i medicinsk behandling är värdefulla tack vare något som man kallar selektiv toxicitet. Det betyder att läkemedlen har förmågan att förgifta mikroorganismer utan att allvarligt förgifta dig.

All antibiotika är faktiskt i viss mån giftig för oss också. Säkerhetsmarginalen mellan dosen som kommer att angripa mikroorganismerna och dosen som kommer att skada oss kallas terapeutiskt index. Ju högre indextal, desto säkrare är läkemedlet; ju lägre desto farligare. I själva verket har man funnit tusentals antibiotiska ämnen, men de flesta är inte användbara i läkemedel eftersom de är för giftiga för människor eller djur.

Den första naturliga antibiotikan som kunde användas invärtes var penicillin, som kom från mögelsvampen Penicillium notatum. Penicillin gavs intravenöst första gången 1941. Lite senare, år 1943, kunde man isolera streptomycin från Streptomyces griseus, en jordbakterie. Med tiden utvecklades många fler antibiotiska medel, både sådana som kommer från levande organismer och sådana som görs på syntetisk väg. Men ändå har bakterier utvecklat olika sätt att stå emot många slag av antibiotika, vilket har blivit ett globalt medicinskt problem.

[Bild]

Den penicillinodling som man kan se på botten av fatet hämmar bakteriernas tillväxt

[Bildkälla]

Christine L. Case/Skyline College

[Ruta/Bilder på sidan 7]

Olika slag av mikrober

Virus är de minsta mikroorganismerna. De orsakar vanliga sjukdomar som förkylning, influensa och halsinfektion. Virus orsakar också fruktansvärda sjukdomar som polio, ebola och aids.

Bakterier är enkla encelliga organismer som saknar cellkärna och som vanligtvis bara har en kromosom. Det finns flera biljoner bakterier i vår kropp, de flesta i matsmältningsorganen. De hjälper oss att smälta maten och är den huvudsakliga källan till vitamin K, som behövs för att blodet skall koagulera.

Bara omkring 300 av de cirka 4 600 kända bakteriearterna anses vara patogena (sjukdomsalstrande). Men bakterier är ändå orsak till en lång rad sjukdomar hos växter, djur och människor. Exempel på sådana sjukdomar hos människor är tuberkulos, kolera, difteri, mjältbrand, karies, vissa slag av lunginflammation och ett antal sexuellt överförda sjukdomar.

Protozoer är liksom bakterier encelliga organismer, men de kan ha mer än en cellkärna. Till den här gruppen hör amöbor och trypanosomer och även de parasiter som orsakar malaria. Minst en tredjedel av de levande arterna är parasiter – det finns omkring 10 000 olika slag – men bara några få av de här parasiterna orsakar sjukdom hos människor.

Svamp kan också orsaka sjukdom. De här organismerna har en cellkärna och bildar trådverk när de växer. Vanliga infektioner är revorm, fotsvamp och candidiasis. Allvarliga svampinfektioner drabbar vanligtvis bara dem som har nedsatt försvarsmekanism på grund av undernäring, cancer, läkemedel eller virusinfektioner som hämmar immunsystemet.

[Bilder]

Ebolavirus

Bakterien ”Staphylococcus aureus”

Protozoparasiten ”Giardia lamblia”

Svamp som orsakar revorm

[Bildkällor]

CDC/C. Goldsmith

CDC/Janice Carr

Genom vänligt tillmötesgående från dr Arturo Gonzáles Robles, CINVESTAV, I.P.N. México

© Bristol Biomedical Image Archive, University of Bristol

[Bild på sidan 4]

Alexander Fleming, som upptäckte penicillinet