Ученые зафиксировали скрытое распространение устойчивости к антибиотикам последнего ряда

Международная исследовательская группа обнаружила, что гены, обеспечивающие устойчивость бактерий к антибиотикам последнего резерва, переносятся мухами, собаками и ласточками от домашних птиц к человеку. Статья опубликована в журнале Nature Microbiology.

Полимиксины — группа антибиотиков, относящихся к препаратам «последнего резерва», к которым прибегают в тех случаях, когда обычные средства лечения исчерпаны. Наиболее эффективно они действуют против псевдомонад синегнойной палочки, среди штаммов которой очень широко распространена устойчивость к другим антибиотикам. Всемирная Организация Здравоохранения относит полимиксин к группе критически важных антимикробных препаратов.
До недавнего времени резистентность к полимиксинам оставалась большой редкостью. Однако в конце 2015 года китайские исследователи обнаружили новый ген устойчивости к одному из антибиотиков полимиксиновой группы — колистину. Ген MCR-1 расположен на подвижном генетическом элементе, плазмиде, и способен к горизонтальному переносу между бактериями. Ген был сначала обнаружен в кишечной палочке (E. coli) из образцов, полученных на одной из свиноферм Шанхая. Затем MCR-1 обнаружили также и в других образцах кишечной палочки, полученных от животных на бойнях, в образцах мяса из магазинов и в образцах, полученных у пациентов китайских клиник. В последнем случае ген имелся не только у E.coli, но и у Klebsiella pneumoniae, одного из возбудителей пневмонии, который, видимо, получил MCR-1 от кишечной палочки горизонтальным переносом. Вскоре ген MCR-1 был обнаружен уже в 25 странах на четырех континентах.

Авторы новой статьи проанализировали образцы кишечной палочки, полученные в Китае от птиц, содержащихся на птичьих фермах, от живущих там же собак, мух и диких ласточек, а также полученные в магазинах образцы мяса. Оказалось, что четверть всех обследованных образцов содержаткишечную палочку, устойчивую к колистину, а треть — устойчивую к карбапенемам, «мощным» бета-лактамным антибиотикам.

Однако больше всего ученых насторожило то, что высокое содержание устойчивых к колистину и особенно к карбапенемам кишечных палочек было обнаружено в фекалиях собак, живущих на птичьих фермах, и в мухах. Кроме того, гены устойчивости были найдены в помете ласточек, гнездящихся на птичьих фермах. Это означает, что мухи и собаки, живущие на фермах, могут разносить устойчивые к антибиотикам кишечные палочки по всей стране, а совершающие миграции ласточки, — даже за ее пределы. Косвенно предположение о том, что мухи могут разносить E. coli с генами устойчивости, подтверждается тем, что пациенты клиник, находящихся вдали от ферм, летом чаще заражаются устойчивыми к антибиотикам инфекциями, чем зимой.

В дополнение к стандартным тестам на устойчивость бактерий к антибиотиками авторы также отсеквенировали полные геномы полученных из образцов кишечных палочек. Это дало неожиданный результат: оказалось, что большое число бактерий содержало в геноме молчащий ген MCR-1, не выявляемый в стандартных тестах. Так, из всех бактерий, полученных на птичьих фермах, почти все имели этот ген, хотя активно пользовались им только примерно половина из них. Также секвенирование выявило повышенное по сравнению с результатами обычных тестов содержание в образцах гена NDM-1, обеспечивающего устойчивость к карбапенемам и другим бета-лактамным антибиотикам (пенициллинам и цефалоспоринам). Все это указывает на то, что устойчивость к антибиотикам, скорее всего, недооценивается при применении стандартных тестов — поскольку штаммы с молчащими генами не синтезируют факторов устойчивости, в таких тестах они не видны. Однако бактерии, которые имеют даже нерабочую копию гена устойчивости в геноме могут вновь стать устойчивыми благодаря нескольким небольшим мутациям.

Как считают ученые, ген MCR-1 появился именно в Китае. Эта страна является главным потребителем колистина в мире, ежегодно используя более 13 тысяч тонн вещества. Антибиотик широго применяют в сельском хозяйстве, прежде всего, свиноводстве. По-видимому, это и создало условия для возникновения и закрепления быстро распространяющейся и опасной мутации. В апреле 2017 года Китай должен будет сократить использование колистина в сельском хозяйстве, снизив его потребление на 8 тонн в год. Однако вместо этого Китай планирует применять колистин для лечения людей. По мнению авторов статьи, это может привести к дополнительному взрывному распространению инфекций, которые являются носителями молчащих генов устойчивости к антибиотикам.

В конце 2016 года страны — члены ООН приняли совместное заявление о необходимости принять меры по борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами и наладить контроль за применением противомикробных препаратов. За всю историю организации это стало четвертой проблемой здравоохранения, вынесенной на обсуждение Генеральной ассамблеи, после ВИЧ-инфекции, лихорадки Эбола и неинфекционных заболеваний (таких как болезни сердца, сахарный диабет и другие). Подробнее о том, какую угрозу представляет распостранение устойчивости к антибиотикам можно почитать в нашем большом материале.

Софья Долотовская