Антибиотики. Методичка по антибиотикам. Нечаева О. В., Швиденко И. Г., Шуб Г. М
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
35 превосходит другие макролиды по действию на стафилококки, стрептококки, хламидии и микобактерии. Их назначают также в случае повышенной чувствительности больных к пенициллинам и цефалоспоринам. Линкозамиды отличаются от макролидов по химическому составу, но имеют с ними ряд общих свойств. Они быстро проникают в костную ткань, обладают низкой токсичностью. Отмечается синергизм при взаимодействии линкозамидов с тетрациклинами и метронидазолом и антагонистические отношения при сочетании с макролидами и хлорамфениколом. По сравнению с линкомицином клиндамицин обладает более выраженным антимикробным эффектом, лучшими фармакокинетическими свойствами и меньшим количеством побочных реакций. Эти препараты характеризуются практически полной перекрестной резистентностью, обусловленной метили- рованием участка связывания рибосом. К недостаткам линкозамидов следует отнести перекрестную резистентность с макролидами, отсутствие активности в отношении грамотрицательных аэробных бактерий и внутриклеточных паразитов. Стрептограминовые антибиотики в РФ не распространены, в других странах применяют пристинамицин, внедряется в медицинскую практику препарат синерцид (комбинация двух стрептограминов – хинупристина и дальфопристина). Амфениколы К этой группе препаратов относятся антибиотики, в молекулу которых входит структура фенила (табл. 11). Таблица 11 Амфениколы Группа антибиотиков Представители Спектр антимикробного действия Амфениколы Левомицетин (хлорамфеникол), широкий спектр антимикробной активности 36 тиамфеникол (активны в отношении Staphylococcus spp., Streptococcus spp., некоторых представителей сем. Enterobacteriaceae.; Vibrio cholerae, Brucella spp., Francisella tularensis,Peptococcus spp., Peptostreptococcus spp.,Bacteroides spp., Fusobacterium spp., Clostridium spp.) Механизм действия амфениколов заключается в подавлении биосинтеза белка в результате связывания с ферментом пептидилтрансферазой — одним из компонентов бактериальной рибосомы. Устойчивость к амфениколам проявляют представители родов Pseudomonas, Mycobacterium, Serratia, Providentia, Enterobacter, Citrobacter, Proteus, Salmonella, Staphylococcus, Shigella. Из недостатков амфениколов следует отметить высокую токсичность, в результате которой при длительном применении или высоких дозировках происходит угнетение кроветворения. У устойчивых к хлорамфениколу штаммов часто отмечается перекрестная резистентность к другим антибиотикам (пенициллинам, аминогликозидами, тетрациклинам и др.). Синтомицин (действующим началом которого является хлорамфеникол) и тиамфеникол применяются преимущественно местно. Антибиотики, избирательно подавляющие синтез нуклеиновых кислот Ингибиторы синтеза нуклеиновых кислот обладают не только антимикробной, но и цитостатической активностью и поэтому используются как противоопухолевые средства. Примером таких антибиотиков является группа рифампицина (табл. 12). Механизм действия этих препаратов заключается в 37 ингибировании ДНК-зависимой РНК-полимеразы, что приводит к блокированию синтеза белка на уровне транскрипции. Рифамицины хорошо проникают в костную ткань, плевральный и перитонеальный экссудаты, гематоэнцефалический барьер, желчь и мочу. Таблица 12 Рифамицины Группа антибиотиков Представители Спектр антимикробного действия Рифампицины рифампицин, рифамицин, рифабутин и др. грамположительные, некоторые грамотрицательные и внутриклеточные возбудители, активны в отношении микобактерий Синергизм в отношении чувствительных микроорганизмов отмечен при комбинации рифамицинов со многими антибактериальными препаратами. Перекрестная устойчивость с антибиотиками других классов не выявлена. К недостаткам рифампицинов относится отсутствие антимикробной актив- ности в отношении большинства энтеробактерий и неферментирующих грамотрицательных бактерий. Перспективы лечения заболеваний, вызванных полирезистентными грамположительными микроорганизмами Грамположительные инфекции представляют серьезную проблему современной медицины в связи с глобальным ростом устойчивости этих микроорганизмов к традиционным антибактериальным средствам. Особую проблему в стационарах представляют инфекции, вызванные MRSA. Значительно реже в нашей стране встречаются инфекции, вызванные резистентными энтерококками. Однако высокая частота этих инфекций в США, появление их в Европе позволяют прогнозировать распространение этих 38 штаммов и в нашу страну. Инфекции, вызванные ванкомицинорезистентными E. faecium (VRE), до появления в клинической практике линезолида практически были некурабельны. Линезолид является первым представителем нового класса антимикробных средств – оксазолидинонов, которые характеризуются уникальным механизмом действия на микробную клетку и отсутствием перекрестной резистентности с другими антибиотиками. Механизм действия линезолида связан с ингибированием синтеза белка в рибосомах бактериальной клетки. В отличие от других антибиотиков, ингибирующих синтез белка, линезолид воздействует на ранних этапах трансляции (необратимое связывание с 30S- и 50S-субъединицей рибосом), в результате чего нарушаются процесс образования 70S-комплекса и формирование пептидной цепи. Благодаря этому не отмечается перекрестной устойчивости микроорганизмов к линезолиду и другим антибиотикам, действующим на рибосомы (макролиды, линкозамиды, стрептограмины, аминогликозиды, тетрациклины и хлорамфеникол). Линезолид проявляет высокую активность в отношении грамположительных микроорганизмов – стафилококков, энтерококков, пневмококков, различных стрептококков (группы А, В, С, группы Viridans), анаэробных кокков и клостридий, а также некоторых других микроорганизмов. Грамотрицательные аэробные микроорганизмы природно устойчивы к линезолиду, за исключением Moraxella catarrhalis, Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae, Legionella spp., которые проявляют умеренную чувствительность. В контролируемых клинических исследованиях доказана высокая эффективность линезолида при различных инфекциях, вызванных резистентными грамположительными микроорганизмами (MRSA, VRE). Также показано преимущество линезолида над ванкомицином при лечении пациентов с нозокомиальной пневмонией, что, скорее всего, связано с лучшим проникновением препарата в ткань легких. 39 Таким образом, в клинической практике появился очень важный и перспективный новый антибактериальный препарат, позволяющий разрешить проблему лечения инфекций, вызванных резистентными грамположительными бактериями. Механизмы резистентности микроорганизмов к антибактериальным препаратам ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ Основой терапевтического действия антимикробных препаратов является подавление жизнедеятельности возбудителя за счет угнетения различных метаболических процессов, которое происходит в результате связывания антибиотика с мишенью, в качестве которой может выступать либо фермент, либо структурная молекула микроорганизма. Различают два основных типа лекарственной резистентности микроорганизмов: природную и приобретенную. Природная устойчивость обусловлена отсутствием или недоступностью у микроорганизмов мишени действия антибиотика. Примером может служить резистентность микоплазм и псевдомонад к бензилпенициллину или бактерий к противогрибковым препаратам. При наличии у бактерий природной устойчивости антибиотики клинически неэффективны. Природная резистентность является постоянным видовым признаком микроорганизмов и легко прогнозируется. Актуальной проблемой является приобретенная устойчивость, которая связана со способностью отдельных штаммов бактерий сохранять жизнеспособность при концентрациях антибиотиков, которые подавляют рост основной части микробной популяции. Приобретенная устойчивость (первичная и вторичная) обусловлена изменением генома микробной клетки в результате мутаций или внехромосомного (плазмидного) переноса генетической информации от одной микробной клетки к другой с последующей селекцией устойчивых штаммов микроорганизмов. Первичная 40 устойчивость возбудителей имеет место еще до начала лечения антимикробными препаратами, а вторичная устойчивость развивается и возрастает в процессе антимикробной терапии. Формирование резистентности во всех случаях обусловлено генетически: приобретением новой генетической информации или изменением уровня экспрессии собственных генов. Основной механизм приобретенной резистентности реализуется за счет R-плазмид (от англ. resistance - устойчивость), которые содержат гены, определяющие устойчивость к одному или нескольким антимикробным препаратам. Плазмиды легко передаются микроорганизмам разных видов, родов и даже семейств посредством трансформации, трансдукции и конъюгации. Легкость передачи плазмид лежит в основе эпидемического распространения антибиотикорезистентности в условиях лечебного учреждения. Гены множественной лекарственной устойчивости также могут локализоваться в транспозонах, интегрированных в плазмиды. В последние годы были открыты новые генетические элементы микроорганизмов - интегроны, которые определяют возникновение и распространение множественной лекарственной устойчивости. Интегроны — мобильные генетические элементы, способные осуществлять встраивание и экспрессию внутри себя различных генов (обычно генов антибиотикорезистентности) в составе генетических кассет. Встраивание осуществляется ферментом-интегразой, ген которой находится в составе интегрона. Интегроны располагаются на плазмидах или бактериальных хромосомах. Бактерии способны захватывать интегроны из окружающей среды с последующим их встраиванием в геном. Интегроны - природные системы горизонтального переноса генов, обладающие способностью к захвату фрагментов чужеродной ДНК. Интегроны состоят из двух частей: интегронной платформы и так называемых кассет или кассетных генов. Более 70 различных кассет содержат гены, определяющие устойчивость к 41 большинству классов антибиотиков, используемых в медицине: бета-лактамам, аминогликозидам, хлорамфениколу, эритромицину и рифампицину Хромосомный тип приобретенной резистентности обусловлен спонтанными мутациями в участках, контролирующих чувствительность к определенному антибиотику. Спонтанные мутации в микробных популяциях встречаются довольно редко, поэтому хромосомный тип устойчивости имеет гораздо меньшее значение, чем плазмидный. Мутации не являются направленными и не связаны с воздействием химиопрепаратов на микробную клетку. Антимикробные препараты играют роль селективных агентов, под действием которых происходит устранение чувствительных микробных клеток и накопление резистентных. Все многообразие биохимических механизмов устойчивости к антибактериальным препаратам (АБП) можно объединить в несколько групп: 1. Модификация чувствительной мишени. В результате естественного мутационного процесса в микробных клетках может снижаться или утрачиваться способность к связыванию с АБП при сохранении функциональной активности возбудителя. 2. Инактивация АБП. Поскольку природные антибиотики синтезируются микроорганизмами для конкурентной борьбы за питательный субстрат, то в процессе эволюции появились механизм защиты продуцента от собственных антибиотиков, а в дальнейшем и от биосинтетических. В отличие от антибиотиков (веществ природного происхождения) химиотерапевтические препараты микробной клеткой, как правило, не инактивируются. 3. Активное выведение АБП из микробной клетки (эффлюкс). Этот механизм ранее был известен в отношении тетрациклиновых антибиотиков. Однако в последнее время повышается роль этого механизма в устойчивости микроорганизмов к АБП других групп. У микроорганизмов обнаружены сложные транспортные системы белковой природы, осуществляющие выведение из внутренней среды микробной клетки целых классов химических веществ. 42 4. Нарушение проницаемости внешних структур микробной клетки. Этот механизм распространен, в основном, среди грамотрицательных бактерий, обладающих внешней мембраной, является наименее специфичным и затрагивает АБП различных классов. Основные мишени действия антибиотиков в микробной клетке локализованы либо в цитоплазматической мембране, либо в более глубоких цитоплазматических структурах. Для достижения чувствительной мишени АБП должен преодолеть внешние структуры микробной клетки. Основным препятствием для АБП является липополисахаридный слой грамотрицательных микроорганизмов, через который основная масса АБП пассивно диффундировать не способна. Транспорт АБП внутрь микробной клетки осуществляется через пориновые каналы - это воронкообразные структуры белковой природы, которые являются естественным путем для поступления питательных веществ внутрь микроорганизма и выведения продуктов метаболизма (рис. 4). Структура пориновых каналов подвержена естественной изменчивости, и в некоторых ситуациях они становятся менее проницаемыми для крупных молекул. 5. Защита мишени. Этот механизм относится к наименее изученным механизмам устойчивости к антибиотикам. Установлено, что бактерии способны синтезировать белки, предотвращающие связывание АБП с мишенью, причем известно, что указанные белки связываются не с АБП, а с мишенью действия и каким то образом модифицируют ее. Поскольку каждому из известных механизмов резистентности соответствует один или несколько генов, то для практики крайне важно знать их локализацию (на бактериальной хромосоме или на подвижных генетических элементах – плазмидах). В том случае, когда генетические детерминанты резистентности локализованы на плазмидах, возможно их быстрое внутривидовое и межвидовое распространение. Поскольку во многих случаях обмен генетической информацией между микроорганизмами происходит весьма интенсивно, бороться с таким распространением устойчивости практически невозможно. 43 Если же детерминанты резистентности локализованы на хромосоме, то распространение резистентности происходит преимущественно внутри клона. При клональном типе распространения устойчивости значительно легче выявить источник резистентных штаммов, конкретные механизмы их передачи и, соответственно, спланировать и осуществить противоэпидемические мероприятия. Механизмы устойчивости бактерий к β-лактамным антибиотикам Одним из механизмов устойчивости к β-лактамным антибиотикам является модификация чувствительной мишени. Мишенью действия β-лактамных антибиотиков являются транспептидазы и карбоксипептидазы - ферменты, участвующие в завершающем этапе биосинтезе основного компонента клеточной стенки микроорганизмов - пептидогликана. Они обладают способностью связываться с пенициллином и другими β-лактамными антибиотиками. Впервые эти ферменты были выявлены с помощью меченого бензилпенициллина и поэтому получили название пенициллинсвязывающих белков (ПСБ). Молекулы ПСБ жестко связаны с цитоплазматической мембраной микробной клетки, они осуществляют образование поперечных сшивок. Связывание β-лактамных антибиотиков с ПСБ ведет к инактивации последних, прекращению роста и последующей гибели микробной клетки. Таким образом, уровень активности конкретных β-лактамных антибиотиков в отношении отдельных микроорганизмов в первую очередь определяется их аффинностью (сродством) к ПСБ. Однако в результате модификации у некоторых ПСБ уменьшается сродство к β-лактамам. Важное клиническое значение такой механизм устойчивости имеет среди стафилококков и пневмококков. Гены модифицированных ПСБ локализованы на хромосомах. У Staphylococcus aureus имеются 4 ПСБ, отличающиеся как по молекулярной массе, так и по функциональной активности. Устойчивость метициллинрезистентных штаммов золотистого стафилококка (MRSA) к β- лактамным антибиотикам обусловлена продукцией дополнительного 44 пенициллинсвязывающего протеина - ПСБ-2, отсутствующего у чувствительных микроорганизмов. При подавлении β-лактамным антибиотиком активности основных пенициллинсвязывающих белков ПСБ-2, в силу своего более низкого сродства к препаратам данной группы, продолжает функционировать и сохраняет микробной клетке жизнеспособность. Синтез ПСБ-2 кодируется геном mecА, расположенным на хромосоме S.aureus, в специфической области, обнаруживаемой только у метициллинрезистентных штаммов стафилококка - mec ДНК. Mec ДНК представляет новый класс мобильных генетических элементов, который получил название стафилококковая хромосомная кассета mес (Staphylococcal chromosomal cassette mec = SCCmec). Выявлено существование 4 типов SCCmec, различающихся как размерами (от 21 до 66 т.п.н.), так и набором генов, составляющих данные кассеты. Разделение на типы основано на различиях в генах, образующих собственно комплекс mec, и в наборе генов, кодирующих рекомбиназы ссrА и ссrВ, входящих в различных сочетаниях в стафилококковую хромосомную кассету. Комплекс mec может включать: mесА - структурный ген, детерминирующий синтез ПСБ-2, mесI - регуляторный ген, влияющий на транскрипцию mесА, mecR1 - ген, передающий внутрь клетки сигнал о наличии в среде β-лактамного антибиотика, а также инсерционные последовательности IS431 и IS1272. Таким образом, дополнительный ПСБ (ПСБ-2) у S. aureus является маркером устойчивости к метициллину или оксациллину. Поэтому при лечении заболеваний, вызванных, все β-лактамы следует считать клинически неэффективными. Частота распространения MRSA в некоторых отделениях реанимации, онкологии и гематологии в России превышает 50-60%, что создает крайне серьезные проблемы для терапии. Устойчивость пневмококков обусловлена появлением в генах, кодирующих ПСБ, чужеродной ДНК, происхождение которой связывают с зеленящими стрептококками. При этом перекрестная устойчивость между отдельными β-лактамами неполная. Значительная часть штаммов, устойчивых к пенициллину, сохраняет 45 чувствительность к цефалоспоринам III поколения и карбапенемам. Среди грамотрицательных бактерий устойчивость, связанная с модификацией ПСБ, встречается редко. Определенное значение этот механизм устойчивости имеет у H.influenzae и N.gonorrhoeae. Некоторые штаммы этих микроорганизмов проявляют устойчивость не только к природным и полусинтетическим пенициллинам, но и к ингибиторозащищенным препаратам. |