27 березня, 2015
Антибіотикорезистентність пробіотиків:
роздуми і факти
У травному каналі людини існують і постійно перебувають у комплексній взаємодії понад 400 видів патогенних і непатогенних бактерій.
Протягом багатьох десятиріч основну увагу дослідників привертали патогенні мікроорганізми, що відіграють важливу роль в етіології різних захворювань. Інтенсивні клінічні дослідження непатогенних мікроорганізмів (пробіотиків) почалися лише в 1990-ті рр., хоча ідея використання їх із терапевтичною метою виникла близько 100 років тому, а перші препарати пробіотиків з'явилися ще в середині минулого століття. Останніми роками пробіотики викликають не менший (якщо не більший) інтерес, ніж патогенні бактерії. Це пов'язано, з одного боку, із сучасним станом антибіотикорезистентності, що зумовлює пошук альтернативних антибіотикам більш фізіологічних і безпечних засобів для профілактики й лікування інфекцій, з іншого – розробкою нових біотехнологій, що дають можливість створювати активні й безпечні бактеріальні препарати.
Нині пробіотикам відводять важливе місце не тільки в контролі мікробної резистентності, а й як стратегічним засобам альтернативної медицини, спрямованої на підтримку та відновлення здоров'я людини.
Серед основних властивостей пробіотиків можна виділити їх здатність:
· впливати на протиінфекційні захисні механізми;
· забезпечувати імуномодулювальну дію;
· поліпшувати бар'єрні функції;
· нормалізувати метаболічні процеси;
· змінювати моторику й функціональний стан кишечнику.
Детальне вивчення пробіотиків в експериментальних і клінічних умовах продемонструвало їх певні властивості, але ефективність і відтворюваність лікувальної дії з використанням багатьох із цих препаратів підтверджені ще недостатньо.
Для профілактики побічних явищ з боку травного каналу, спричинених антибіотикотерапією, хворим досить часто призначають пробіотики. Останнім часом поширена думка про те, що в результаті приймання всередину значної кількості мікроорганізмів, наприклад Lactobacillus або Bifidobacterium, чи бактерійних спор (мікроорганізмів виду Bacillus), баланс мікрофлори кишечнику, порушений під дією антибіотиків, може відновитися.
Однак, як показали результати численних експериментальних і клінічних спостережень, спричинити тривалі якісні й кількісні зміни мікрофлори кишечнику дорослої імунокомпетентної людини важко. Навіть використання пробіотиків зазвичай не зумовлює стійку зміну того чи іншого мікробіологічного показника. В експериментах введення бактерій сприяло зміні складу мікрофлори на короткий час, але первинний склад незабаром відновлювався. Легше коригувати мікрофлору у дітей на етапі неонатальної колонізації.
.gif)
Недостатня ефективність багатьох пробіотиків зумовлена інактивацією діючої субстанції препарату під впливом кислотного (у шлунку), жовчного (у дванадцятипалій кишці) і ферментативного (усі відділи тонкої кишки) бар'єра. Антагонізм між нормобіотою та опортуністичною мікрофлорою формується внаслідок виділення антимікробних пептидів, конкуренції за джерела харчування й місця адгезії в товстій кишці.
Ці самі механізми, вірогідно, лежать в основі ефекту біонесумісності резидентної та пробіотичної мікрофлори. Згідно з даними Н.А. Глушанової та А.І. Блінова (2005), з 24 штамів резидентних лактобацил тільки 6 виявилися біосумісними з пробіотичним штамом L. асidophilus 317/402 і ще 9 – з L. plantarum 8PA3. Не виявлено жодного резидентного штаму, одночасно біосумісного як із L. асidophilus 317/402, так і з L. plantarum 8PA3. Біонесумісність пробіотичних і резидентних лактобацил проявлялася розвитком реакції двох типів: «резидентний штам проти пробіотика» і «пробіотик проти резидентного штаму».
У разі надмірного росту опортуністичної мікробіоти для досягнення клінічного ефекту пробіотичного препарату необхідна попередня або одночасна селективна деконтамінація кишечнику. З цією метою традиційно використовують біологічні або синтетичні ентеросептики.
Проблема вибору пробіотиків залежить як від їх клінічної ефективності, так і від безпечності. Чимало виробників пробіотичних продуктів декларують їх антибіотикорезистентність, закликаючи тим самим призначати пробіотик як частину «сервіс-терапії» під час проведення антибактеріального лікування. Водночас антибіотикорезистентність пробіотичного штаму може суперечити вимогам безпечності лікарських засобів. Необхідно пам'ятати, що у деяких пацієнтів пробіотичний штам іноді стає збудником інфекції. Зафіксовано випадки, коли пробіотичні лактобацили викликали бактеріємію у хворих з вираженими імунодефіцитними станами, що потребувало призначення антибіотикотерапії (іміпенемом, піперациліном/тазобактамом, еритроміцином або кліндаміцином); смертність унаслідок сепсису, спричиненого лактобацилами, досягла 39%. У пацієнтів із лактазною недостатністю та алергією до молока можливі небажані явища як відповідь на недостатньо очищений від компонентів виробничого середовища пробіотик.
Одним із віддалених наслідків терапії, якому донедавна приділяли мало уваги, є поширення генів антибіотикорезистентності серед патогенних мікроорганізмів.
Значна частина пробіотиків чутлива до більшості антибіотиків. Дані літератури свідчать про те, що лактобацили, ентерококи, біфідобактерії і Bacіllus cereus не є резистентними до таких широко застосовуваних антибіотиків, як амоксицилін, доксициклін, фторхінолони і цефалоспорини. Це суттєвий недолік бактеріальних препаратів, що значно обмежує їх використання, адже їх поєднання з антибіотикотерапією або застосування безпосередньо після неї неминуче супроводжується інактивацією штамів таких пробіотиків. У зв'язку з цим було запропоновано використовувати антибіотикорезистентні штами мікроорганізмів.
Полірезистентні пробіотики можуть застосовуватися одночасно з антибіотиками для профілактики виникнення побічних явищ з боку травного каналу, спричинених пероральними антибіотиками. Проте такий підхід має чимало недоліків. Передусім у такому випадку існує ризик плазмідної передачі патогенам резистентності до антибіотиків.
Було продемонстровано перенесення плазмід із Lactobacіllus reuterі на Enterococcus faecіum, а також з Е. faecіum на Е. faecalіs у процесі приготування м'ясомолочної продукції. Інфікування E. faecіum становить серйозну небезпеку, оскільки у багатьох штамів цієї бактерії є плазміди, які кодують резистентність до різноманітних антибіотиків, включаючи ванкоміцин. Ці знахідки насторожують і вимагають контролю за культурами стартерів молочнокислих бактерій, використовуваних для виробництва продуктів харчування, на відсутність мобільних генетичних елементів, які включають гени антибіотикорезистентності.
Зазначена штучна, або набута, резистентність може виникати в результаті дії двох різних механізмів: мутацій у конституціональних генах (у цьому випадку передача гена резистентності теоретично відбуватися не може) та набуття екзогенних детермінант резистентності від інших мікроорганізмів шляхом згаданого вже горизонтального перенесення плазмід антибіотикорезистентності. В останньому випадку можлива подальша передача гена резистентності від пробіотика до мікроорганізмів, патогенних для людини як безпосередньо, так і опосередковано через коменсальну мікрофлору. Таке явище отримало назву генетичного забруднення детермінантами резистентності.
Нещодавно під час дослідження 187 культур, виділених із різних йогуртів, що виробляються у 8 країнах Європейського Союзу, була виявлена стійкість до канаміцину у 79% ізолятів, до ванкоміцину – у 65%, тетрацикліну – у 2 %, пеніциліну – у 23%, еритроміцину – у 16% і хлорамфеніколу – в 11%. При цьому значна частка культур (68,4%) характеризувалася множинною медикаментозною стійкістю.
У природних умовах існує три рівні поширення генів антибіотикорезистентності: бактеріальна епідемія, за якої резистентністю володіє початковий штам; плазмідна епідемія, якщо гени резистентності розташовані в кон'югативних плазмідах; генна епідемія, коли гени є частиною мобільного (рухомого) генетичного елемента. Оскільки цей елемент може вбудовуватися в хромосому хазяїна або кон'югативну плазміду, генетична інформація може успадковуватися як вертикально, так і горизонтально. У природі ці три рівні поширення генів резистентності можуть поєднуватися.
Вважають, що ймовірність поширення генів резистентності достатньо висока лише в разі перенесення мобільного генетичного елемента (плазміди чи транспозона) і майже відсутня, якщо ген резистентності є хромосомним. Однак деякі хромосомні гени усе ж успішно переносяться in vivo.
Серйозних доказів авірулентності потребують штами ентерококів та ешерихій, серед яких трапляються патогенні варіанти. Авірулентність пробіотичного штаму E. coli M-17, який використовували в колишньому СРСР з середини 50-х років XX століття у складі препарату Колібактерин, показана лише на основі фенотипових властивостей та відсутності шкідливого впливу на лабораторних тваринах і у добровольців.
Наявність нещодавно виявлених у низки збудників бактеріальних інфекцій вже згадуваних геномних «острівців» патогенності викликає особливе занепокоєння дослідників щодо «патогенізації» ентерококів і кишкових паличок. Доведено, що інтеграція, стабілізація та експресія генів вірулентності, що входять до складу «острівців» патогенності, лежать в основі формування нових властивостей, у тому числі вірулентних, у споріднених непатогенних видів бактерій різних таксономічних груп.
Поряд із набутою існує ще й принципово інший тип бактеріальної антибіотикорезистентності – істинна (природна, або первинна). Істинна резистентність притаманна всім штамам конкретного роду або виду; вона обмежує спектр бактеріальної активності певного антибіотика. Ця резистентність є хромосомноопосередкованою і за жодних обставин не передається іншим бактеріям. Наприклад, значна частина грибів, передусім дріжджових, має природну поліантибіотикорезистентність.
Таким чином, пошук мікроорганізмів, які можна використовувати як пробіотики, є тривалим і складним процесом.
Склад пробіотика передусім має бути безпечним, мікроорганізми не повинні бути патогенними. Особливу увагу слід звертати на можливість розвитку інфекції в імунодефіцитних осіб. Культура, що входить до складу пробіотика, не повинна містити плазміди антибіотикорезистентності, оскільки гени, відповідальні за цю особливість, можуть передаватися патогенним мікробам в організмі пацієнта. Водночас мікроорганізми повинні бути стійкими до дії антибіотиків, кислоти і жовчі, щоб досягти передбачуваної зони колонізації.
Наш досвід використання пробіотиків дає змогу стверджувати, що зазначеним вимогам практично повною мірою відповідають так звані біоентеросептики, мікроорганізми яких не належать до індигенної кишкової флори та елімінуються з кишечнику самостійно. Серед таких препаратів в Україні зареєстровані дріжджові гриби Saccharomyces boulardii (Ентерол-250) та сапрофітні спороутворювальні анаероби (Субалін, Ентерожерміна). Щоправда, окремі дослідники вважають, що пробіотична активність сапрофітних спороутворювальних анаеробів остаточно не встановлена.
Поряд з цим ефективність S. boulardii підтверджена багаторічним досвідом використання Ентеролу-250 у більшості європейських країн. Передусім важливою перевагою цього пробіотика є можливість його застосування паралельно з антибактеріальною терапією. Генетична відмінність дріжджів запобігає можливості переходу плазмід із фактором антибіотикорезистентності до збудників гострих кишкових інфекцій. Крім того, вони мають значний антагоністичний вплив на патогенну та умовно-патогенну флору, що базується на природних властивостях грибів. Після потрапляння до травного каналу сахароміцети починають посилено розмножуватися, оскільки температура 37 °С є оптимальною для їх росту. Кислота шлунка не діє на S. boulardіі, вони не перетравлюються і в разі щоденного застосування зберігають життєздатність в усіх відділах травної системи. S. boulardii не потрапляють у системний кровообіг та мезентеріальні лімфатичні вузли. До того ж дріжджові гриби не колонізують кишечник і повністю елімінуються через 3-5 днів після припинення лікування.
Ентерол-250 підвищує місцевий імунний захист у результаті активування продукції ІgA та інших імуноглобулінів. Антисекреторний ефект за рахунок специфічного впливу на зв'язування бактеріальних токсинів у рецепторах кишечнику забезпечує антитоксичну дію пррепарату, особливо щодо токсинів Clostrіdіum dіffіcіle, а також ентеротоксинів. Механізм антитоксичної дії Saccharomyces boulardіі може бути пов'язаний з виробленням протеаз, здатних розщеплювати ентеротоксини; синтезом протеїнів, що діють на мембранні рецептори; адгезією до ентероцитів; зниженням утворення цАМФ із подальшим зменшенням секреції води. Препарат підвищує активність дисахаридаз тонкої кишки (лактази, мальтази), здійснює трофічний вплив на слизову оболонку кишечнику за рахунок поліамінів сперміну та спермідину. Показаннями до призначення Ентеролу-250 є рецидивні захворювання, спричинені Clostrіdіum dіffіcіle; коліти та діареї, пов'язані з прийомом антибіотиків (Ентерол-250 знижує ризик розвитку антибіотикоасоційованої діареї в 2,5-4 рази), а також усі гострі інфекційні діареї. Лікування S. boulardіі високоефективне навіть у хворих на СНІД.
S. boulardіі, що вже протягом багатьох років широко використовують у 95 країнах світу, у тому числі в країнах Західної Європи, мають доведену безпечність: протягом 25 років на фоні мільйонів призначених курсів лікування було відзначено лише 7 задокументованих побічних ефектів.
Бурхливий розвиток досліджень з метою розробки нових біопрепаратів і подальшого вивчення механізму їх лікувально-профілактичної дії дає підстави стверджувати, що наразі пробіотики можуть значно змінити структуру фармацевтичного ринку, частково витіснивши традиційні та небезпечні для організму препарати, передусім ті з них, які застосовуються з профілактичною метою. Разом з цим, на нашу думку, чимало пробіотичних засобів потребують суттєвого удосконалення, передусім з огляду на безпеку їх використання. Сьогодні перевагу варто надавати препаратам, мікроорганізми яких мають природну поліантибіотикорезистентність.
Список літератури знаходиться в редакції.
статья размещена в номере 4 за февраль 2009 года, на стр. 46-47