Журнал «Вокруг Света» №10 за 2006 год

Журнал Вокруг Света

Плазмида может сообщить новому хозяину свои наследственные особенности. Например, научить его вырабатывать расщепляющий антибиотики фермент. Что интересно, партнером бактерии может быть микроб совсем другого вида. В микромире обмен генами происходит между организмами куда менее родственными, чем волк и заяц. Обитающая в нашем организме кишечная палочка, вступая в случайные связи, научилась у одного резистентности к пенициллину, у другого — к тетрациклину, у третьего — к сульфаниламидам, а четвертому сама передала все эти навыки. Настоящая «академия резистентности» — это почва, куда антибиотики попадают в небольших дозах. Такие бактерии выдерживают воздействие малых количеств лекарств и обретают к ним устойчивость. Это, кстати, важная причина, по

которой при лечении антибиотиками их надо принимать регулярно: если концентрация в организме падает, некоторые микробы выживают. Они мутируют, приобретают резистентность, в результате приходится повышать терапевтические дозы. Так вот, почвенные бактерии набрали большую коллекцию генов устойчивости к самым разным антибиотикам и обрели то, что медики называют множественной резистентностью. Эту «полезную» информацию они периодически и передают болезнетворным микробам.

Генетическая информация, доставшаяся бактериям от случайных партнеров, не всегда считывается. В таком случае чужая плазмида уничтожается. Но это не предохраняет от обмена генами. Подобный пример был описан в 2003 году микробиологами правительственного Центра США по контролю и профилактике заболеваний. В организме одного диабетика из Детройта фекальный энтерококк передал золотистому стафилококку плазмиду с геном устойчивости к мощному антибиотику ванкомицину. Но ферменты стафилококка отвергли этот ген, и уже было разобрали гибнущую плазмиду, когда в последний момент с нее на собственную плазмиду стафилококка перескочил крохотный генетический элемент, отвечающий за устойчивость к ванкомицину. Потомки этой бактерии распространились по многим странам. Это возбуждающие грозные инфекции ванкомицин-резистентные золотистые стафилококки. Их пока еще могут уничтожить антибиотики линезолид и хинипристин, но это только вопрос времени.

Что же такое резистентность? В середине 60-х экспедиция в пустыню Калахари установила, что в организме туземцев-бушменов живет небольшое количество устойчивой к антибиотикам кишечной палочки. Обследуемое племя не лечилось пенициллином, да и вообще за последние сто лет мало контактировало с внешним миром. Изучили также стадо бабуинов, не бывавшее там, где применялись антибиотики. И в их фекалиях нашлись резистентные микроорганизмы. Очевидно, наследственная резистентность от природы свойственна многим организмам. И прежде всего тем, которые сами выделяют антибиотики, чтобы не пораниться собственным оружием. А таких немало: бактерии, грибы, растения, животные! Даже люди: в мужской сперме есть антибиотик спермин, защищающий семя от бактерий.

И при этом резистентные бактерии не составляли большинство. Объяснение очень простое — устойчивость к антибиотикам не такое уж нужное качество.

Средства обороны

За время интенсивной борьбы человечества с микромиром представители последнего пережили эволюцию, на которую в обычных условиях понадобились бы три мезозойские эры. Бактерии начали сопротивление с того, что с помощью особого фермента стали разрывать так называемое бета-лактамное кольцо — часть молекулы пенициллина, которая придает ему антибактериальную активность:

Уязвимое место молекул пенициллинов и цефалоспоринов, где действует фермент бета-лактамаза

Химики приделали к молекуле пенициллина радикалы, заслоняющие это кольцо от враждебного фермента. Так появились ампициллин, метициллин и другие пенициллины новых поколений. Со временем бактерии научились обходить препятствия. Особенно отличился печально знаменитый золотистый стафилококк, метициллин-резистентная форма которого 25 лет назад произвела опустошительную эпидемию в больницах Австралии.

От пассивной обороны фармацевты перешли к нападению. В состав антибиотиков стали вводить вещества, расщепляющие бета-лактамазу, то есть уничтожающие оружие микробов. Такие

лекарства называют ингибиторзащищенными. Например, в препарате «Аугментин» антибиотик амоксициллин действует под прикрытием клавулановой кислоты, разлагающей бета-лактамазу. В ответ выжившие стафилококки подобрали другой фермент, на который клавулановая кислота не действует. К счастью, пока такие мутанты встречаются не везде, но их все больше. Достаточно выбросить неиспользованные антибиотики, как обычный мусор, чтобы помочь размножению мутантов в окружающей среде.

Принимая только один препарат, мы учим живущие внутри нас бактерии сопротивляться ему. В 1992 году Стюарт Леви, президент Международного союза за разумное применение антибиотиков, ведущий эксперт по бактериальной резистентности, сделал неприятное открытие. Кишечная палочка подвергалась воздействию небольших доз тетрациклина. Безо всякого общения с другими микробами бактерия выработала резистентность к тетрациклину и семи другим антибиотикам, которых она и не нюхала. Самое печальное, что среди этих семи были совсем новые тогда фторхинолоны, о резистентности к которым «на воле» бактерии даже не слыхали. Значит, при воздействии одного и того же антибиотика микробы готовятся к тому, что на них будут воздействовать и другими препаратами. Более того, они будто предугадывают ход развития фармацевтической промышленности.

Невыгодный бизнес

А мировая промышленность антибиотиков переживает не лучшие времена. И причиной тому — господство транснациональных корпораций, которым никто не указ. Антибиотики действуют быстро и потому приносят мало прибыли. Куда более выгодно продавать инсулин или виагру: их принимают долго и часто.

Кроме того, большая часть антибиотиков предназначена не для людей.

70% валового производства антибактериальных препаратов потребляет сельское хозяйство, в основном для лечения и подкормки животных. Эта практика началась в 1947 году после случайной находки Бенджамина Даггара. Он выделил препарат хлортетрациклин — первый из семейства тетрациклинов — и извлек его из организма грибка Streptomyces aureofaciens. Отработанную биомассу (остатки грибков) скормили цыплятам. И оказалось, что при добавлении считанных граммов хлортетрациклина к тонне корма животные набирают вес. Остаются непонятными причины этого явления, но индустрия сразу ухватилась за него, что привело к появлению небольших количеств антибиотиков в мясе и молоке.

Это прямая угроза. К примеру, до 1995 года резистентность фторхинолонам среди людей оставалась нечастым явлением. Так было, пока фторхинолонами не начали подкармливать скотину.

«Аугментин» и промышленный шпионаж

Россияне применяют в основном довольно старые антибиотики. «Супербактерии» в наших краях редкость, и чем дальше от Москвы, тем реже. Самые страшные инфекции — в больницах развитых стран. Американские военные везут домой из Ирака ацинетобактер — возбудитель пневмонии, излечимой только одним антибиотиком. А против новых штаммов синегнойной палочки уже не осталось защиты. На разработку антибиотика, способного справиться с синегнойной палочкой, нужно 10 лет и 100 миллионов долларов. Крупные корпорации после скандала с «Аугментином» предпочитают не рисковать такими деньгами.

Разработавшая «Аугментин» компания GlaxoSmithKlinе получила в 2002 году неприятный сюрприз: суд досрочно прекратил действие патента. Швейцарская корпорация Novartis незамедлительно выбросила на рынок непатентованную копию (так называемый «дженерик») препарата — «AmoxC». Продажи «Аугментина», приносившего миллиард долларов в год, моментально упали на 64%.

Истинные владельцы судятся со швейцарцами, обвиняя их в промышленном шпионаже. Якобы штамм вырабатывающего клавулановую кислоту микроорганизма (на создание которого затрачено много времени и средств) был похищен штатным сотрудником GSK, перешедшим на работу в Novartis. Этот прецедент очень важен. Как можно планировать прибыли от инноваций, если конкуренты могут лишить вас патентной защиты?