Penicillin og andre antibiotika har reddet utallige liv. Imidlertid ser alderen til disse mirakuløse stoffene ut til å være slutt. Dødsfall fra medikamentresistente mikrober vil øke fra de nåværende 700 000 per år til 10 millioner innen 2025. Da vil de overgå kreft, hjertesykdommer og diabetes i skadelige effekter.
I januar 2019 rapporterte Columbia University at fire pasienter ved Irving Medical Center i New York led av en uvanlig type E. coli. Mens denne nyheten stort sett ikke ble lagt merke til av media, vakte den oppmerksomheten fra smittesykdommereksperter. E. coli er en ganske vanlig bakterie og er ufarlig hvis den finnes i magen der den vanligvis bor, men kan bli dødelig på gale steder, for eksempel i salat, malt biff eller i sirkulasjonssystemet vårt. I tilfelle antibiotika er hjelpeløse i kampen mot E. coli, dør halvparten av pasientene i løpet av to uker.
Dette er grunnen til at Columbia Universitys rapport om E. coli forårsaket en slik alarm. For noen smittede pasienter ligger siste utvei ved antibiotikakolistinet, et giftig stoff som kan forårsake bivirkninger og skade nyrer og hjerne. E. coli rapportert av Columbia University hadde en mutasjon i MCR-1 genet, noe som ga det den forferdelige egenskapen å være immun mot colistin.
"Vi prøver å finne et nytt antibiotika, men vi finner ikke noe," sier Erica Shenoy, assisterende direktør for infeksjonskontroll ved Massachusetts General Hospital. "Vi kan få pasienter med en smittsom sykdom som vi ikke kan bekjempe."
Siden 1942, da et fantastisk eksperimentelt medikament kalt penicillin ble forhastet til Boston Hospital, hvor det reddet livet til 13 ofre for en nattklubb-shootout, har medisinsk forskere oppdaget mer enn 100 nye antibiotika. Vi trenger dem alle, men de er ikke lenger nok. Og årsaken er ikke bare E. coli. Det er også arter av Staphylococcus, Enterobacteriaceae og Clostridium difficile som har vist seg å motvirke antibiotika. En studie fant at dødsfall fra antibiotikaresistente sykdommer firedoblet seg mellom 2007 og 2015. Nylig ble en resistent, resistent versjon av soppen Candida auris oppdaget på sykehus i New York og Chicago.som forårsaket døden til halvparten av de smittede pasientene.
De amerikanske Centers for Disease Control and Prevention rapporterer at to millioner mennesker i året i Amerika lider av bakterier eller sopp som er resistente mot de viktigste antibiotikaene, og at 23 000 mennesker dør av dem. "Og dette er sannsynligvis en betydelig undervurdering," sier Karen Hoffmann, leder av Association for Professionals in Infection Control and Epidemiology. “Vi har ikke et godt system for å holde oversikt over organismer som er resistente med flere legemidler, så vi kan ikke si det sikkert. Studier har vist at den årlige kostnaden for å betjene pasienter med denne typen sykdommer av det amerikanske helsevesenet overstiger 3 milliarder dollar.
Bakterier under mikroskop.
Tilsynelatende vil denne dystre trenden fortsette. Ekspertene fra Verdens helseorganisasjon sier at dødsfall fra narkotika-resistente mikrober over hele verden vil øke fra de nåværende 700 000 i året til 10 millioner innen 2025. På dette tidspunktet, etter å ha blitt den viktigste dødsårsaken til mennesker, vil de overgå kreft, hjertesykdommer og diabetes i ødeleggende effekter. Før antibiotika ble oppdaget, kunne et lite kutt, tannråte eller rutinekirurgi ha forårsaket dødelig bakteriell forurensning. Penicillin, "mirakelkuret" og andre antibiotika har reddet utallige liv de siste årene. Imidlertid ser alderen til disse mirakuløse stoffene ut til å være slutt.
Salgsfremmende video:
Forskere prøver å identifisere og isolere bakterier som allerede er ildfaste mot eksisterende medisiner i håp om at store sykdomsutbrudd kan unngås. De prøver å redusere bruken av antibiotika for å bremse fremveksten av resistente bakterier. Men alt dette er for lite, og det gjøres for sent. En slik strategi vil bare tillate oss å få en viss tid. De eldste og svakeste pasientene på sykehus er for tiden den mest utsatte kategorien, men risikoen av denne typen fortsetter å spre seg. "Vi ser friske unge mennesker med urinveier eller hudinfeksjoner, og vi har ikke medisinene for å behandle dem," sier Helen Boucher.en spesialist på smittsomme sykdommer ved Tufts Medical Center i Boston. "Vi vil sannsynligvis ikke være i stand til å utføre organtransplantasjoner, og vi vil ikke engang kunne gjøre rutinekirurgiske inngrep som leddskifte. Dette bør være bekymringsfullt for oss alle."
Medisinske eksperter henter håp om helt nye strategier for behandling av smittsomme sykdommer. De leter etter nye måter å ødelegge bakterier på eksotiske steder - i virus, fiskeslam og til og med på andre planeter. De utnytter utviklingen innen genomikk så vel som andre felt og tilbyr nye teknologier for å eliminere bakterier og begrense deres spredning. I tillegg forsker de videre på behandlinger på sykehus og andre steder der bakterier spres, og bruker mer helhetlige strategier for å bekjempe bakterier i kroppene våre, så vel som på sykehusene og legekontorene våre.
Alternative alternativer virker lovende, men implementeringen av dem er fremdeles langt borte. Det er foreløpig ikke klart om vi vil være i stand til å tenke ut nye midler før superbugs, som zombiehæren ved portene, ødelegger forsvaret vårt.
"Vi må investere enorme mengder penger i å utvikle andre tilnærminger," sa Margaret Riley, en medisinresistent bakteriespesialist ved University of Massachusetts. "Og det var nødvendig å begynne å gjøre dette for 15 år siden."
Nye kimjegere
En del av problemet med medikamentresistens er at mikrober utvikler seg til nye arter i en alarmerende hastighet. Hvis det tar en person 15 år eller mer å kunne reprodusere, reproduserer mikrober som E. coli hvert 20. minutt. I løpet av flere år er de i stand til å gå gjennom en periode med evolusjonsutvikling, mens det vil ta en person millioner av år, og slike endringer inkluderer muligheten for å oppnå slike genetiske egenskaper som tåler effekten av medisiner. Personen som tar antibiotika er det perfekte laboratoriet for produksjon av medikamentresistente mikrober. Forskning viserat når et nytt medikament introduseres, dannes de første mikrober som er motstandsdyktige mot det i løpet av et år, sier Shenoy ved Massachusetts General Hospital.
Og innen det farmasøytiske området er det nesten ingenting som erstatter antibiotika, som ikke lenger virker på en passende måte på bakterier. I tillegg tar det rundt to milliarder dollar og omtrent 10 år å utvikle et nytt antibiotika - med veldig lite håp om at resultatet blir et supermedisin som rettferdiggjør en slik investering. "Trikset for å eie et nytt antibiotika er å bruke det så mange ganger som mulig og i en så kort periode som mulig," sa Jonathan Zenilman, leder for avdeling for smittsom sykdom ved Johns Hopkins University Bayview medisinske senter i Baltimore. Johns Hopkins Bayview medisinske senter). "Hva kan tvinge et farmasøytisk selskap til å utvikle et legemiddel for et slikt marked?" han spør.
Medisinske forskere leter for tiden etter andre tilnærminger. En av dem er å involvere biologer som er interessert i å bruke evolusjonsteori for å bekjempe bakterier. På 1990-tallet, under Rileys ledelse ved Harvard og Yale, begynte forskning på hvordan virus dreper bakterier og bakterier ødelegger hverandre. I 2000 spurte en av hennes kolleger henne stadig om arbeidet hennes hadde noe med menneskers helse å gjøre. "Jeg har aldri tenkt på det," sier hun. "Men plutselig ble alt klart for meg, og jeg ble grepet av dette spørsmålet."
Siden den gang har Riley brukt to tiår på å prøve å anvende en viruskrigstrategi for å løse problemet med vedvarende smittsomme sykdommer hos mennesker. Virus kalt fag, som i hovedsak er en del av det genetiske materialet i en beskyttende proteinkjede, ødelegger bakteriecelleveggene og kaprer dets genetiske maskineri, og gjør dermed bakterien i seg selv til en fabrikk for å produsere flere virus. Riley studerer også hvordan bakterier noen ganger dreper andre bakterier i kampen for mat. Dermed skyver bakteriekolonien konkurrentene ut med et giftig protein de produserer kalt bakteriociner.
Riley har som mål ikke bare å drepe de skadelige bakteriene, men også å beskytte de gunstige. Av de omtrent 400 billioner bakteriene som bor i hver kropp, sier hun, de aller fleste er gunstige eller ufarlige, og bare 10.000 prosent av dem er potensielt skadelige. Bredspektret antibiotika som penicillin, ciprofloxacin og tetracyklin, mye brukt av leger som anvist av leger, kan ikke skille mellom gode og dårlige bakterier - de ødelegger dem alle på en vilkårlig måte. Som et resultat fremmer disse behandlingene ikke bare fremveksten av resistente bakterier, men gir også problemer for pasienten.
"Å bruke antibiotika er som å slippe en hydrogenbombe på en infeksjon," sier Riley. "Du dreper 50% eller mer av den totale bakterien i kroppen din, og som et resultat kan mangelen på gunstige bakterier føre til overvekt, depresjon, allergier og andre problemer." På den annen side er bakteriofager og bakteriocider teoretisk i stand til å ødelegge en koloni med smittsomme bakterier hos en pasient, alt uten å skade normal flora eller skape fruktbar jord for dannelse av resistente bakterier.
ImmuCell, et bioteknologisk selskap i Portland, Maine, har utviklet bakteriocin, som behandler kyr for mastitt, en sykdom som koster meieriindustrien to milliarder dollar årlig. Riley sa at laboratoriet hennes og andre som henne kan gjøre at bakteriofager og bakteriociner er rettet mot enhver mikrobiell kontaminasjon hos mennesker uten risiko for økt resistens. "Dette er en stabil og holdbar ødeleggelsesmekanisme som dukket opp for 2 milliarder år siden," sier hun.
Flere kliniske studier av bakteriofagterapi er allerede vellykket utført i Polen, Georgia og Bangladesh. I Vesten gjennomføres vellykkede studier med bruk av bakteriofager i behandlingen av leggsår. Ingen studier er ennå i gang for å behandle mer alvorlige sykdommer, men vellykket bruk av bakteriofager i behandlingen av en multi-medikamentresistent pasient i California i 2017 i henhold til FDAs nødregulering har ført til mer forskere i USA prøver å utvikle bakteriocyttterapier. Noen av dem i løpet av de neste årene kan komme videre i slike studier,inkludert i behandlingen av multiresistent tuberkulose og andre lungeinfeksjoner hos pasienter med cystisk fibrose, bemerker Riley. Forskning om bruk av bakteriofager ligger fortsatt langt etter. Den amerikanske regjeringen har pantsatt to milliarder dollar for å utvikle slike alternative metoder, men ifølge Riley er "disse midlene langt fra tilstrekkelige."
Krefteksperter studerer aktivt medisiner som kan styrke immunforsvaret, og denne typen immunterapi kan hjelpe en svekket pasients kropp å bekjempe resistente bakterier i kroppen hans. Forskere har lyktes med å produsere humane antistoffer hos kyr og andre pattedyr som kan injiseres i pasientens kropp. Brigham Hospital and Women's Hospital, tilknyttet Harvard University, Boston og Women's Hospital, rapporterte som et resultat av akuttarbeid at det ble innført en kombinasjon av antistoffer og antibiotika for å redde en pasient med en resistent infeksjon, men resultatene av behandlingen er ennå ikke utgitt. Ellers kan vi si at det arbeides lite med å bruke slike tilnærminger i behandlingen av infiserte pasienter. Forskere prøver også å utvikle vaksiner mot resistente stafylokokkinfeksjoner og andre resistente bakterier, men foreløpig handler dette bare om forskning. "Denne typen antibiotikafri behandling er fortsatt i de tidlige stadiene av forskning," sier David Banach, leder for smittsom sykdom ved UConn Health Medical Center i Farmington, Connecticut. Men vi må fortsette å se etter nye tilnærminger. "Leder for smittsom sykdomskontroll ved UConn helse medisinske senter i Farmington, Connecticut "Men vi må fortsette å se etter nye tilnærminger."Leder for smittsom sykdomskontroll ved UConn helse medisinske senter i Farmington, Connecticut "Men vi må fortsette å se etter nye tilnærminger."
Med tanke på den utrolige hastigheten av dette problemet, oppstår spørsmålet: hvorfor lovende løsninger har blitt testet så lenge og forblir utilgjengelige så lenge? Fordi det investeres lite penger i denne utviklingen, sier Bushehr ved Taft Medical Center. Staten bruker milliarder på forskning, men det er ingen private investeringer for å gjøre forskningsresultater til produserte medisiner og enheter. I følge Busher har farmasøytiske selskaper liten sjanse til å tjene penger på å produsere medisiner som usannsynlig vil bli brukt av millioner av mennesker. Det er like usannsynlig at prisen vil stige til titusenvis av dollar per dose. "Denne økonomiske modellen fungerer ikke," sier hun.
Bakteriehåndtering
Selv om antibiotika faktisk er mirakuløse medisiner, skyldes våre nåværende problemer delvis det faktum at medisin har lagt for mye vekt på dem. Leger foreskriver dem for ørebetennelse, sår hals og infeksjoner i urinveiene. Kirurger bruker dem for å forhindre postoperative infeksjoner. Bakterier kan utvikle resistens, og antibiotika gir mening som en del av en helhetlig tilnærming for å kontrollere bakteriell spredning og å behandle infeksjoner. Antibiotika mister sakte effektiviteten, og det er grunnen til at medisinske eksperter understreker behovet for omfattende strategier for å holde bakterier under kontroll.
Raskere identifisering og respons på nye sykdomsutbrudd, samt spesielle forholdsregler ved målrettet bruk av antibiotika, hjelper til å bremse eller forhindre denne prosessen. Nye tester under utvikling vil gjøre det mulig for helsepersonell å raskt og billig identifisere genene til bakterier som finnes i eller i nærheten av en pasient.”Vi er ikke i stand til å utføre molekylær forskning på alle pasienter som kommer til oss. Den ville prøve å finne en nål i en høystakk, sier Shenoy. "Men hvis vi kan gjøre undersøkelser på høyrisikopasienter raskt nok, kan vi ta grep." Et slikt alternativ ville utvilsomt være en forbedring i forhold til standardteknikk for identifisering av bakteriesykdomsutbrudd utviklet for 150 år siden.
I tillegg fokuserer spesialister på smittsomme sykdommer på å inneholde resistente bakterier når de vises på sykehus, i stedet for å la dem spre seg til pasienter. Omtrent 5% av alle pasienter på sykehus i USA blir smittet med en nosokomial infeksjon - det vil si direkte på sykehuset selv. Det er ikke vanskelig å se hvorfor dette skjer. Sykehus er en stor samling av syke mennesker med svekket immunforsvar og forskjellige sår og lesjoner som behandles med fingre og medisinske instrumenter, og da er disse fingrene og instrumentene involvert i å betjene andre pasienter.
En aldrende befolkning og nye prosedyrer gjør sykehuspasienter enda mer utsatt. Zenilman ved Johns Hopkins University Medical Center gjennomførte en uformell studie og fant at mer enn halvparten av alle pasienter hadde implantater av noe slag, som er vanlige smittekilder. "Pasienter på sykehus i dag er mer syke som en gruppe enn noen gang før," konstaterer han. "Forskning viser at sykehus i gjennomsnitt ikke klarer å ta grep i omtrent halvparten av tilfellene," sa Hoffman fra Association for Infection Control and Epidemiology Professionals. "Dette er vårt største problem."
Sykehus begynner å endre praksis. Mange bruker nå roboter i form av søppeldunker for å desinfisere vegger med ultrafiolett lys (avdelinger skal være tomme på dette tidspunktet, siden denne typen lys er skadelig for mennesker). Ved Riverside Medical Center, sør for Chicago, desinfiserer to roboter laget av Xenex mer enn 30 avdelinger om dagen.
Det ville være lettere å holde sykehusene rene hvis bakterier ikke klarte å feste seg til overflater som bordplater og klær. Melissa Reynolds, en biomedisinsk ingeniør ved Colorado State University, utvikler materialer som er resistente mot bakterier. Helsepersonells klær og andre materialer og overflater brukt på sykehus ville ikke trenge å bli desinfisert så ofte hvis bakterier ikke samlet seg. Å bekjempe bakterier er en tilfeldig retning i Reynolds arbeid. Hun studerte hvordan man kan unngå koagulering i maskene som ble brukt av kirurger for å holde pasientens arterier åpne. Bruken av et spesielt belegg i gitter, bestående av kobber nanokrystaller, ser ut til å væreforhindrer blodceller fra å feste seg til overflaten. Hun trakk også oppmerksomhet på at bakterier ikke klarer å feste seg til det nanokrystallinske belegget. Og på et tidspunkt utbrøt en av studentene på laboratoriet hennes “Eureka! Hvorfor ikke dyppe en bomullsduk i en nanokrystallinsk løsning slik at bakterier ikke kan holde seg på duken? " "Etter det oppdaget vi noen nye materialer med antibiotiske egenskaper," sa Reynolds. "Det brakte oss til en ny retning i arbeidet vårt."slik at bakterier ikke kan holde seg på vevet? " "Etter det oppdaget vi noen nye materialer med antibiotiske egenskaper," sa Reynolds. "Det brakte oss til en ny retning i arbeidet vårt."slik at bakterier ikke kan holde seg på vevet? " "Etter det oppdaget vi noen nye materialer med antibiotiske egenskaper," sa Reynolds. "Det brakte oss til en ny retning i arbeidet vårt."
Ideen om et relativt bakterieresistent vev har allerede bestått en serie tester. "Gang etter gang utsatte vi det behandlede vevet for alle slags bakterier, og etter det kunne vi ikke finne noen bakterier på det," sier hun. "Vi prøver fortsatt å finne ut av denne mekanismen, men vi vet at denne metoden er effektiv med en lang rekke bakterietyper." Hun jobber allerede med et stort selskap innen medisinsk utstyr for å bevise at nanokrystaller kan innlemmes i en produksjonsprosess til liten ekstra kostnad. Hun undersøker for tiden måter å bruke disse krystallene i andre sykehusmaterialer, inkludert rustfritt stål, maling og plast. Materialer behandlet på denne måten vil være beskyttet mot bakterier i mye lenger tid,enn tradisjonelle sykehusflater behandlet med konvensjonelle desinfeksjonsmidler, bemerker hun.
Lasere er et annet potensielt bakteriebekjempelsesverktøy. Mohamed Seleem fra Purdue University og kollegene hans prøver å finne en måte å raskt identifisere smittsomme bakterier i blodprøver ved å utsette dem for laserstråler i forskjellige farger. I prosessen fant de ut at visse medikamentresistente bakterier var i stand til å endre fargen fra gull til hvitt i løpet av få sekunder etter å ha blitt utsatt for en kort laserstråle. Noen av disse "fotoblekede" bakteriene døde, mens andre var så svake at de mistet evnen til å motstå effekten av konvensjonelle antibiotika. Det viste seg at blått lys angriper pigmentene i den ytre membranen til bakterier. "Det fungerer bare på et visst pigment," sier Selim."Derfor er ingen andre celler berørt."
Selim og kollegene hans prøver å finne måter å innstille fargen på laser for å målrette mot visse resistente bakterier. Hvis arbeidet hans er vellykket, kan helsepersonell bruke lasere som ikke er større enn en konvensjonell lommelykt for å trygt drepe skadelige bakterier på pasientens hud og desinfisere legekontorer. Strålen kan også brukes til å behandle huden og klærne til helsearbeidere selv for å forhindre at de sprer infeksjonen. Hans kolleger forbereder seg for tiden på å gjennomføre kliniske studier.
Selim mener også at dette lyset kan brukes mot alvorlige og farlige resistente blodinfeksjoner. I dette tilfellet kan pasienten kobles til en hjerte-lungemaskin og blodet kan behandles med en slik stråle når det passerer gjennom maskinen. "I utgangspunktet tar du pasientens blod, steriliserer det og returnerer det til pasienten," sier han.
Sakte utviklingen av superbugs
Selv om legemiddelindustrien i stor grad har forlatt produksjonen av antibiotika, håper forskere fortsatt å finne nye typer antibiotika. Den antibiotiske revolusjonen begynte i 1928, da Alexander Fleming kom tilbake fra ferie til London-laboratoriet hans og oppdaget en underlig utseende mugg som hadde dannet seg i en grøft han forlot ved vinduet. Siden den gang har forskere forsøkt å kartlegge hvert hjørne av naturen i håp om å finne nye morderbakterier. Nye stoffer som kan være livsfarlige mot resistente bakterier - men ufarlige for mennesker - er nylige rapporter som tyder på insekter, alger, ungfiskskum, arsenrik søle i Irland og til og med marsjord. En gruppe forskere fra Leiden University i Holland prøver å lage en kunstig bakterie i håp om at detat det på grunnlag av dette vil være mulig å få et nytt antibiotika.
I tillegg prøver legene å få mest mulig ut av eksisterende antibiotika ved å bremse fremveksten av nye resistente arter. Dette krever reduksjon av overforbruk av antibiotika, noe som gir superbugs et incentiv for evolusjonsutvikling. Slik handling må bli internasjonal, da resistente bakterier ofte reiser fra en del av verden til en annen.
Utviklingsland er spesielt utsatt for bakterietrusler, som deretter reiser til USA, sier Yukons Banak. Studier har funnet at de fleste av verdens antibiotika allerede er distribuert over-the-counter av lokale apotek, noe som fører til 65 prosent økning i antibiotikabruk mellom 2000 og 2015. De resulterende resistente bakteriene vandrer lett rundt i verden i magen til millioner av reisende. "Effekten av overforbruk av antibiotika i disse landene, og levekårene der og miljøet, bidrar til den verdensomspennende spredningen av resistente organismer," understreker han.
David H. Freedman
