Скрытая устойчивость к антибиотикам — недооценённая клиническая проблема

Даже при лечении бактерий, которые считаются чувствительными к антибиотикам, выбранный препарат иногда оказывается неэффективным. Одна из причин этого — гетерорезистентность, явление, которое исследователи из Уппсальского и Университета Эмори подробно изучили в новом исследовании.

При подозрении на бактериальную инфекцию берутся образцы для анализа, чтобы оценить, можно ли лечить бактерию антибиотиками (т.е. является ли она чувствительной) или нет (т.е. устойчивой). Гетерорезистентность означает, что, хотя большинство бактерий в образце чувствительны к антибиотику, существует также небольшая (менее 1%) устойчивая субпопуляция, которая может расти, несмотря на лечение.

До сих пор ни одно исследование не объясняло лежащие в основе гетерорезистентности механизмы. Как показали предыдущие работы на людях и животных, гетерорезистентность может сделать лечение антибиотиками неэффективным, поскольку резистентная субпопуляция растёт вместо того, чтобы быть уничтоженной.

В масштабном исследовании, опубликованном в журнале Nature Microbiology, учёные сначала изучили, насколько часто гетерорезистентность присутствует у бактерий, выделенных от пациентов, а затем — её генетические механизмы. Они оценили её распространённость у четырёх видов бактерий, вызывающих инфекции у человека, подвергнув их воздействию 28 различных антибиотиков. Результаты показали, что более чем в четверти комбинаций «бактерия-антибиотик» наблюдалась гетерорезистентность.

«Это указывает на то, что частота гетерорезистентности у клинически значимых бактерий ранее была сильно недооценена», — говорит доктор Эрве Николофф, исследователь из Департамента медицинской биохимии и микробиологии Уппсальского университета и ведущий автор исследования.

Ряд генетических исследований также позволил учёным показать, что основным механизмом гетерорезистентности часто является спонтанное возникновение амплификаций (увеличения числа копий) различных генов устойчивости к антибиотикам. Клетки бактерий, содержащие только одну копию этих генов, были чувствительны к антибиотикам, в то время как клетки с множественными копиями генов — устойчивы.

Эти амплификации генов нестабильны, в результате чего устойчивые бактерии могут быстро вернуться к чувствительности. Эта нестабильность затрудняет обнаружение и изучение гетерорезистентности, что является проблемой для лабораторий больниц, которым необходимо определить, чувствительна ли бактерия к конкретному антибиотику или устойчива. Соответственно, бактерии могут быть классифицированы как чувствительные, хотя на самом деле они устойчивы, что может привести к применению неправильного антибиотика и провалу лечения.

«Важно разрабатывать и применять улучшенные методы, чтобы мы могли быстро выявлять наличие гетерорезистентности у бактерий», — говорит профессор Дан И. Андерссон из Департамента медицинской биохимии и микробиологии Уппсальского университета, руководивший исследованием.