Łukasz Cynalewski/Agencja Wyborcza.pl
Oporność przeciwdrobnoustrojowa wyzwaniem dla zdrowia publicznego
Redaktor: Krystian Lurka
Data: 20.04.2023
Źródło: Biuletyn Wielkopolskiej Izby Lekarskiej/Piotr Rzymski
Oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe jest napędzana przez nadmierne ich stosowanie u ludzi i zwierząt, a także zmiany środowiskowe. Przeciwdziałanie temu procesowi wymaga interdyscyplinarnych wysiłków, nie tylko ze strony środowiska medycznego – pisze o tym dr hab. Piotr Rzymski.
Artykuł dr. hab. Piotra Rzymskiego z Zakładu Medycyny Środowiskowej Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu:
Oporność na leki przeciwko bakteriom, grzybom, pierwotniakom czy wirusom jest rezultatem procesów ewolucji zachodzących w środowisku, w którym środki te stanowią istotny stresor dla mikroorganizmów. W takich warunkach pozytywnej selekcji podlegać będą szczepy, które charakteryzują się mechanizmami tolerancji – w rezultacie będą one coraz powszechniejsze. Zjawisko to zachodzi w przypadku wszystkich wspomnianych wyżej grup organizmów, ale w szczególności szybko rozprzestrzenia się w przypadku bakterii, z uwagi na horyzontalny transfer genów zachodzący pomiędzy tymi organizmami. Polega on przede wszystkim na procesie koniugacji (ryc. 1), w którym dwie bakterie, niekoniecznie należące do tego samego gatunku, wchodzą w bezpośredni kontakt ze sobą, w wyniku czego dochodzi do przekazania nici pozachromosowego DNA (tzw. plazmidowego DNA). Gdy zawiera ona sekwencje genowe odpowiedzialne za antybiotykooporność, bakteria-biorca zyskuje tolerancję na lek i, co gorsza, może przekazywać tę cechę kolejnym bakteriom.
Oczywiście zjawisko oporności na antybiotyki, substancje produkowane naturalnie przez grzyby, występowało – choć na zdecydowanie mniejszą skalę – na długo przed rozwojem współczesnej medycyny – dowodzą tego badania liczącego dziesiątki tysięcy lat bakteryjnego DNA zakonserwowanego w wiecznej zmarzlinie. Jednakże wzrost użycia antybiotyków na świecie, zarówno w leczeniu ludzi, jak i hodowli zwierząt, znacząco przyspieszył upowszechnienie się oporności na te leki wśród bakterii. Z biologicznego punktu widzenia zjawisko to nie jest żadnym zaskoczeniem. Przestrzegał przed nim już Alexander Fleming, odkrywca penicyliny, w swojej mowie noblowskiej w 1945 r.
W rezultacie globalne szacunki wskazują, iż tylko w 2019 r. z powodu antybiotykooporności zmarło niemal 5 mln osób, w tym ok. 1 mln dzieci – to więcej niż z powodu malarii (640 tys.) i AIDS (860 tys.). Rosnącym wyzwaniem są bakterie oporne na więcej niż jeden antybiotyk celowany oraz na tzw. antybiotyki ostatniej szansy. Szczególne zagrożenie stanowią między innymi:
• wielolekooporne prątki gruźlicy,
• oporne na metycylinę szczepy gronkowca złocistego,
• enterokoki i Clostridium difficile oporne na wankomycynę,
• enterobakterie oporne na karbapenemy,
• Gram-ujemne bakterie oporne na kolistynę.
WHO wskazuje oporność przeciwdrobnoustrojową jako jedno z dziesięciu najważniejszych wyzwań dla zdrowia publicznego. Według prognoz do 2050 r. z powodu antybiotykooporności umierać może już 10 mln osób rocznie. To porównywalne z raportowaną śmiertelnością z powodu chorób nowotworowych w 2020 r. Szacuje się, że do 2030 r. oporność na różne leki przeciwdrobnoustrojowe może skutkować spadkiem PKB na świecie w kwocie przynajmniej 3,4 bln USD rocznie, a w 2050 r. może to już być kwota rzędu 1 proc. obecnej wartości światowego PKB.
Przyczyny szerzenia się oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, zwłaszcza antybiotyki, są złożone. Po pierwsze sprzyja jej stosowanie antybiotyków w klinicznie nieuzasadnionych przypadkach, np. w przebiegu infekcji wirusowej bez potwierdzonej koinfekcji bakteryjnej. To m.in. z tego powodu w latach dwutysięcznych konsumpcja antybiotyków na świecie wzrosła o 65 proc., a w przypadku antybiotyków, które powinny być stosowane najrzadziej z uwagi na wyższy potencjał oporności, wzrost ten wyniósł ponad 91 proc. Okres pandemii również zadziałał przyspieszająco. Według różnych analiz, pomimo że koinfekcje bakteryjne występowały u mniej niż 10 proc. pacjentów hospitalizowanych z powodu COVID-19, ok. 75 proc. z nich i tak otrzymywało antybiotyki.
Po drugie problem stanowi brak świadomości pacjentów. Według badania zleconego przez Komisję Europejską aż połowa mieszkańców Europy nie wie, że antybiotyki są nieskuteczne w zwalczaniu infekcji wirusowych, a tylko 30 proc. zdaje sobie sprawę, iż nieodpowiedzialne stosowanie tych leków sprzyja zjawisku oporności. Pacjenci nie zawsze zdają sobie sprawę z tego, jak ważne jest przyjmowanie antybiotyków zgodnie z rekomendacjami: nieprzerywanie terapii przed czasem oraz przyjmowanie zalecanych dawek w równych odstępach czasu. Nie zawsze są świadomi, iż w trakcie antybiotykoterapii i po jej zakończeniu ważne jest przyjmowanie probiotyków, by odtwarzać komensalną mikrobiotę. W przeciwnym razie jej skład ulega niekorzystnym zmianom, które mogą sprzyjać szerzeniu się genów oporności na drodze horyzontalnego transferu genów. Między innymi dlatego tak ważne jest, by podczas antybiotykoterapii i po jej zakończeniu stosować probiotyki.
Jeszcze większe wyzwanie stanowi stosowanie leków przeciwdrobnoustrojowych w hodowli zwierząt. Według szacunków zwierzęta spożywają przynajmniej dwie trzecie wszystkich antybiotyków na świecie. W niektórych krajach nadal dozwolone jest stosowanie ich nie tylko w celu leczenia infekcji, ale także w prewencji i jako stymulatory wzrostu. Choć u ludzi stosowanie antybiotyków tzw. ostatniej szansy jest ograniczone do specyficznych sytuacji, w przemyśle „zwierzęcym” dochodzi do ich nadużywania.
To właśnie nadmierne i nieodpowiedzialne stosowanie u zwierząt antybiotyków ostatniej szansy, takich jak kolistyna, najprawdopodobniej przyczyniło się do upowszechnienia oporności wobec nich. Co gorsza 40 proc. krajów nie zgłasza informacji na temat stosowanych u zwierząt antybiotyków do Światowej Organizacji Zdrowia Zwierząt (WOAH). Ponadto szacuje się, że weterynaryjne wykorzystywanie antybiotyków w Azji jest o 50 proc. wyższe niż raportowane, a w Afryce aż dwukrotnie. Niekwestionowanym liderem pozostają Chiny, które obecnie w hodowli zwierząt wykorzystują więcej antybiotyków niż reszta świata. Do 2030 r. na świecie do tego celu przeznaczane ma być aż 107,5 tys. ton antybiotyków każdego roku, to jest o ponad 7,5 tys. więcej niż w 2020 r. Procentowo największy wzrost zużycia antybiotyków weterynaryjnych nastąpić ma w Pakistanie, Australii, Brazylii, Meksyku, Rosji i Tajlandii.
Opublikowany w 2023 r. raport Programu Środowiskowego ONZ (UNEP) podkreśla, że zmiany środowiskowe wywołane działalnością człowieka mogą sprzyjać szerzeniu się oporności wobec antybiotyków i innych środków przeciwdrobnoustrojowych (tab. 1).
Problemy środowiskowe są zatem również problemami zdrowia publicznego. Mając tego świadomość, potrzeba skoordynowanych i wielopłaszczyznowych działań na szczeblu krajowym i międzynarodowym, które wpisywać się będą w koncepcję „jednego zdrowia” (One Health). Zgodnie z nią ochrona zdrowia człowieka musi uwzględniać działania na rzecz ochrony zdrowia zwierząt i środowiska naturalnego.
Tekst opublikowano w Biuletynie Wielkopolskiej Izby Lekarskiej 4/2023.
Przeczytaj także: „Choroba Alzheimera jako choroba autoimmunologiczna”.
Oporność na leki przeciwko bakteriom, grzybom, pierwotniakom czy wirusom jest rezultatem procesów ewolucji zachodzących w środowisku, w którym środki te stanowią istotny stresor dla mikroorganizmów. W takich warunkach pozytywnej selekcji podlegać będą szczepy, które charakteryzują się mechanizmami tolerancji – w rezultacie będą one coraz powszechniejsze. Zjawisko to zachodzi w przypadku wszystkich wspomnianych wyżej grup organizmów, ale w szczególności szybko rozprzestrzenia się w przypadku bakterii, z uwagi na horyzontalny transfer genów zachodzący pomiędzy tymi organizmami. Polega on przede wszystkim na procesie koniugacji (ryc. 1), w którym dwie bakterie, niekoniecznie należące do tego samego gatunku, wchodzą w bezpośredni kontakt ze sobą, w wyniku czego dochodzi do przekazania nici pozachromosowego DNA (tzw. plazmidowego DNA). Gdy zawiera ona sekwencje genowe odpowiedzialne za antybiotykooporność, bakteria-biorca zyskuje tolerancję na lek i, co gorsza, może przekazywać tę cechę kolejnym bakteriom.
Oczywiście zjawisko oporności na antybiotyki, substancje produkowane naturalnie przez grzyby, występowało – choć na zdecydowanie mniejszą skalę – na długo przed rozwojem współczesnej medycyny – dowodzą tego badania liczącego dziesiątki tysięcy lat bakteryjnego DNA zakonserwowanego w wiecznej zmarzlinie. Jednakże wzrost użycia antybiotyków na świecie, zarówno w leczeniu ludzi, jak i hodowli zwierząt, znacząco przyspieszył upowszechnienie się oporności na te leki wśród bakterii. Z biologicznego punktu widzenia zjawisko to nie jest żadnym zaskoczeniem. Przestrzegał przed nim już Alexander Fleming, odkrywca penicyliny, w swojej mowie noblowskiej w 1945 r.
W rezultacie globalne szacunki wskazują, iż tylko w 2019 r. z powodu antybiotykooporności zmarło niemal 5 mln osób, w tym ok. 1 mln dzieci – to więcej niż z powodu malarii (640 tys.) i AIDS (860 tys.). Rosnącym wyzwaniem są bakterie oporne na więcej niż jeden antybiotyk celowany oraz na tzw. antybiotyki ostatniej szansy. Szczególne zagrożenie stanowią między innymi:
• wielolekooporne prątki gruźlicy,
• oporne na metycylinę szczepy gronkowca złocistego,
• enterokoki i Clostridium difficile oporne na wankomycynę,
• enterobakterie oporne na karbapenemy,
• Gram-ujemne bakterie oporne na kolistynę.
WHO wskazuje oporność przeciwdrobnoustrojową jako jedno z dziesięciu najważniejszych wyzwań dla zdrowia publicznego. Według prognoz do 2050 r. z powodu antybiotykooporności umierać może już 10 mln osób rocznie. To porównywalne z raportowaną śmiertelnością z powodu chorób nowotworowych w 2020 r. Szacuje się, że do 2030 r. oporność na różne leki przeciwdrobnoustrojowe może skutkować spadkiem PKB na świecie w kwocie przynajmniej 3,4 bln USD rocznie, a w 2050 r. może to już być kwota rzędu 1 proc. obecnej wartości światowego PKB.
Przyczyny szerzenia się oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, zwłaszcza antybiotyki, są złożone. Po pierwsze sprzyja jej stosowanie antybiotyków w klinicznie nieuzasadnionych przypadkach, np. w przebiegu infekcji wirusowej bez potwierdzonej koinfekcji bakteryjnej. To m.in. z tego powodu w latach dwutysięcznych konsumpcja antybiotyków na świecie wzrosła o 65 proc., a w przypadku antybiotyków, które powinny być stosowane najrzadziej z uwagi na wyższy potencjał oporności, wzrost ten wyniósł ponad 91 proc. Okres pandemii również zadziałał przyspieszająco. Według różnych analiz, pomimo że koinfekcje bakteryjne występowały u mniej niż 10 proc. pacjentów hospitalizowanych z powodu COVID-19, ok. 75 proc. z nich i tak otrzymywało antybiotyki.
Po drugie problem stanowi brak świadomości pacjentów. Według badania zleconego przez Komisję Europejską aż połowa mieszkańców Europy nie wie, że antybiotyki są nieskuteczne w zwalczaniu infekcji wirusowych, a tylko 30 proc. zdaje sobie sprawę, iż nieodpowiedzialne stosowanie tych leków sprzyja zjawisku oporności. Pacjenci nie zawsze zdają sobie sprawę z tego, jak ważne jest przyjmowanie antybiotyków zgodnie z rekomendacjami: nieprzerywanie terapii przed czasem oraz przyjmowanie zalecanych dawek w równych odstępach czasu. Nie zawsze są świadomi, iż w trakcie antybiotykoterapii i po jej zakończeniu ważne jest przyjmowanie probiotyków, by odtwarzać komensalną mikrobiotę. W przeciwnym razie jej skład ulega niekorzystnym zmianom, które mogą sprzyjać szerzeniu się genów oporności na drodze horyzontalnego transferu genów. Między innymi dlatego tak ważne jest, by podczas antybiotykoterapii i po jej zakończeniu stosować probiotyki.
Jeszcze większe wyzwanie stanowi stosowanie leków przeciwdrobnoustrojowych w hodowli zwierząt. Według szacunków zwierzęta spożywają przynajmniej dwie trzecie wszystkich antybiotyków na świecie. W niektórych krajach nadal dozwolone jest stosowanie ich nie tylko w celu leczenia infekcji, ale także w prewencji i jako stymulatory wzrostu. Choć u ludzi stosowanie antybiotyków tzw. ostatniej szansy jest ograniczone do specyficznych sytuacji, w przemyśle „zwierzęcym” dochodzi do ich nadużywania.
To właśnie nadmierne i nieodpowiedzialne stosowanie u zwierząt antybiotyków ostatniej szansy, takich jak kolistyna, najprawdopodobniej przyczyniło się do upowszechnienia oporności wobec nich. Co gorsza 40 proc. krajów nie zgłasza informacji na temat stosowanych u zwierząt antybiotyków do Światowej Organizacji Zdrowia Zwierząt (WOAH). Ponadto szacuje się, że weterynaryjne wykorzystywanie antybiotyków w Azji jest o 50 proc. wyższe niż raportowane, a w Afryce aż dwukrotnie. Niekwestionowanym liderem pozostają Chiny, które obecnie w hodowli zwierząt wykorzystują więcej antybiotyków niż reszta świata. Do 2030 r. na świecie do tego celu przeznaczane ma być aż 107,5 tys. ton antybiotyków każdego roku, to jest o ponad 7,5 tys. więcej niż w 2020 r. Procentowo największy wzrost zużycia antybiotyków weterynaryjnych nastąpić ma w Pakistanie, Australii, Brazylii, Meksyku, Rosji i Tajlandii.
Opublikowany w 2023 r. raport Programu Środowiskowego ONZ (UNEP) podkreśla, że zmiany środowiskowe wywołane działalnością człowieka mogą sprzyjać szerzeniu się oporności wobec antybiotyków i innych środków przeciwdrobnoustrojowych (tab. 1).
Problemy środowiskowe są zatem również problemami zdrowia publicznego. Mając tego świadomość, potrzeba skoordynowanych i wielopłaszczyznowych działań na szczeblu krajowym i międzynarodowym, które wpisywać się będą w koncepcję „jednego zdrowia” (One Health). Zgodnie z nią ochrona zdrowia człowieka musi uwzględniać działania na rzecz ochrony zdrowia zwierząt i środowiska naturalnego.
Tekst opublikowano w Biuletynie Wielkopolskiej Izby Lekarskiej 4/2023.
Przeczytaj także: „Choroba Alzheimera jako choroba autoimmunologiczna”.
