Устойчивость к спиду

Резистентность (от латинского resistento-сопротивляемость) – устойчивость различных организмов к химическим и биологическим препаратам.

Устойчивость организма к пестициду – это биологическое свойство сопротивляться его отравляющему действию. Устойчивый организм нормально функционирует, развивается и размножается в среде, содержащей яд. [2]

Устойчивость и резистентность организмов нередко рассматривают как синонимы. Однако целесообразнее термин устойчивость употреблять в общем смысле этого слова либо в частных случаях в отношении природных стрессовых факторов, болезней и вредителей. Термином резистентность желательно обозначать устойчивость организмов к пестицидам. [3]

Померанцевая щитовка

История обнаружения явления

Первая информация о появлении устойчивых к химическим пестицидам организмов появилась в научной печати в 1915 году в США.

В частности, сообщалось о возникновении в калифорнийских садах колоний померанцевой щитовки, устойчивых к синильной кислоте.

Позднее, проявив внимание к этому вопросу, специалисты обнаружили признаки устойчивости и у других вредных организмов к сере и даже к инсектициду растительного происхождения – пиретруму, получаемому из ромашки далматской и других ее видов. До 1940-х годов резистентности не придавали большого значения, однако с появлением в 1960-х годах целой серии химических препаратов она вновь привлекла внимание. [3]

Различают устойчивость природную, основанную на биологических и биохимических особенностях организмов, и приобретенную, появляющуюся только в результате взаимодействия с ядом. [2]

Природная устойчивость

Природная устойчивость подразделяется на:

Этот вид устойчивости возник и существует вне зависимости от применения химических средств защиты растений.

Видовая устойчивость

Устойчивость организмов сильно колеблется в пределах одного вида, что следует учитывать при использовании пестицидов.

Половая устойчивость

Фазовая устойчивость

Устойчивость вредных организмов к ядам в пределах одной фазы развития изменяется в зависимости от возраста, времени суток и времени года (сезона). Личинки насекомых более чувствительны к инсектицидам в раннем возрасте, а к моменту линьки их устойчивость возрастает.

Возрастная устойчивость

Сезонная устойчивость

Приобретённая устойчивость (собственно резистентность)

В результате систематического применения инсектицидов и акарицидов у насекомых и клещей может появиться устойчивость (резистентность) к ним. Устойчивые к действию инсектицидов насекомые не гибнут от данных ядохимикатов, применяемых в дозах, выбывающих гибель обычной (чувствительной) популяции.

Основной причиной резистентности является селекция устойчивых особей, выживающих после применения препарата в определенной дозе. Каждая популяции насекомых представляет совокупность особей, отличающихся по своим биологическим особенностям, в том числе и по чувствительности к действию ядов. При систематическом применении инсектицидов у быстроразмножающихся видов (дающих за сезон несколько поколений) отбирается и селекционируется часть популяции, содержащая гомозиготные особи (по гену устойчивости), и результате чего на время наследственно закрепляется устойчивость к данному фактору. [1]

В основе преобразования чувствительной популяции в устойчивую лежат количественные изменения её генотипического состава. [4]

Различают несколько разновидностей устойчивости. Кроме прямой (индивидуальной) устойчивости к инсектициду, нередко возникает перекрестная групповая устойчивость (кросс-резистентность) к целой группе химических соединений из данного класса, хотя остальные соединения при этом и не применялись. Чаще всего это происходит в отношении соединений, обладающих аналогичным или родственным механизмом токсического действия. Реже возникает и проявляется менее четко перекрестная межгрупповая устойчивость, проявляющаяся в отношении соединений из других химических классов. [1]

Индивидуальная устойчивость

Это резистентность только к одному пестициду. Встречается довольно редко и обусловливается активностью узкоспециализированных ферментов, разрушающих токсичное вещество. Например, устойчивость насекомых к карбофосу объясняется тем, что этот пестицид быстро разрушается в организме устойчивых насекомых ферментом малатионоксидазой.

Групповая устойчивость

Это устойчивость к двум или нескольким пестицидам, родственным по строению и механизму действия, относящимся к одной группе, возникающая после применения препарата этой группы. Например, после обработок насекомых препаратами ГХЦГ возникала раса вредителей, устойчивая ко всем хлорорганическим инсектицидам. Групповая устойчивость насекомых или клещей обусловлена следующими причинами:

  • более медленным проникновением яда в организм и более быстрым выведением его. Устойчивые особи выделяют в 2-3 раза больше токсиканта, чем чувствительные;
  • быстрой детоксикацией ядовитого вещества вследствие более высокой активности ферментов или появления специфичных энзимов. У устойчивых к фосфорорганическим соединениям рас насекомых активность алиэстераз и фосфатаз выше, чему чувствительных. В результате инсектицид быстро разрушается. Некоторые виды насекомых обладают набором специфичных ферментов, активно разрушающих инсектициды (у устойчивых к карбофосу – малатионоксидаза);
  • различной проницаемостью оболочек нервных стволов. В организме устойчивых насекомых инсектицид плохо проникает в нервные клетки (установлено для полихлорциклодиенов);
  • повышенным содержанием липидов в теле устойчивых особей. Эго приводит к тому, что липидорастворимые яды в значительном количестве удерживаются в жировом слое и оказываются выведенными из сферы действия.
  • Перекрёстная устойчивость

    Это устойчивость к двум или нескольким пестицидам разных групп как по химическому строению, так и по механизму действия, возникающая после использования одного препарата. Такая устойчивость встречается редко и мало изучена. Подобное явление, по-видимому, объясняется тем, что ранее примененный инсектицид усиливает активность неспецифических ферментов эндоплазматической сети жирового тела. Поэтому новый препарат быстро разрушается до нетоксичных продуктов. [2]

    Пути преодоления устойчивости

    Для борьбы с устойчивыми популяциями вредных организмов и чтобы предотвратить возникновение резистентности к пестицидам необходимо тщaтeльное соблюдение норм расхода препаратов и сроков их применения.

    Для предотвращения возникновения популяций с приобретённой устойчивостью применяют:

    • чередование пестицидов с различным механизмом действия как в течении сезона, так и по годам; [2]
    • замена применяемых препаратов токсикантами другого химического класса, чередование пестицидов разного механизма действия и спектра активности. Например, пиретроиды при установлении к ним резистентности у колорадского жука целесообразно чередовать с неоникотиноидами; [3]
    • добавление к пестицидам синергистов – веществ, усиливающих действие препарата. [2] Однако не рекомендуется использовать смеси инсектицидов, например пиретроидов и фосфорорганических препаратов, в неполных, относительно от рекомендованных, дозах. При их неоднократном применении разовьется резистентность к каждому компоненту смесей, и сразу два препарата будут потеряны для производства. При высоких уровнях резистентности к одному из компонентов применение смеси вообще малоэффективно; [3]
    • прекращение применения пестицидов, входящих в группу, к которой проявилась резистентность. В этом случае популяция организмов с течением времени вновь насыщается чувствительными особями и к конце концов становится нерезистентной. Данный процесс носит на звание реверсии резистентности. [3]
    • В случае, если в популяции вредителей обнаруживается множественная резистентность и преодолеть ее можно только отказом от использования пестицидов, заменяя их другими средствами и методами борьбы (устойчивые сорта, трансгенные растения, биологический и другие). [3]

      20.08.2014 FAQ: Устойчивость к СПИДу

      СПИД называют «чумой XX века». Возбудитель заболевания синдрома прогрессирующего иммунодефицита был обнаружен в 1980-х годах. Он оказался вирусом, ранее неизвестным и попавшим к людям, по всей видимости, не так давно из дикой природы. Эпидемия расползлась по всему свету, и были затрачены огромные усилия на поиски лечения и методов предотвращения инфекции.

      1. Причина устойчивости к ВИЧ-инфекции

      Людей, устойчивых к ВИЧ-инфекции, в европейских популяциях около 1%. Это люди, у которых дефектны обе копии гена, кодирующих белок, служащий «посадочной площадкой» для вируса. Одну копию каждого гена человек получает от матери, вторую — от отца. Если только одна из этих двух копий дефектна, то человек будет более устойчив к инфекции, но несильно. Вероятность быть инфицированным при контакте с вирусом у него будет всего на 10–13% ниже по сравнению с теми, у кого обе копии гена нормальны. У носителей такого дефектного гена, если они инфицированы, синдром приобретенного иммунодефицита будет развиваться на несколько лет дольше, и уровень смертности от этого заболевания будет ниже.

      3. Распространение мутации

      Открытие этой мутации позволило приступить к разработке вакцины от СПИДа. Вакцина направлена на то, чтобы заблокировать этот белок и сделать клетку недоступной для вируса. Самая высокая частота мутации, которая портит ген и белок-рецептор, с которым связывается вирус иммунодефицита, в Северо-Западной Европе: у финнов, эстонцев и северных русских. Там число носителей этой мутации достигает 25%. Из них только небольшая часть имеет дефект в обеих копиях гена, а у остальных — одна дефектная и одна нормальная копия.

      Носители одной дефектной копии не являются устойчивыми к инфекции, они все же заражаются этим вирусом при столкновении с ним. Но при заражении инфекция развивается у них медленнее, потому что у них все же меньшее количество рецепторов, вирус медленнее размножается. Когда мутация была обнаружена и выяснилось, что она встречается в основном у народов Европы, а у других народов эта мутация практически отсутствует, исследователи предположили, что в Европе она могла защищать людей от какой-то другой инфекции, например от чумы, свирепствовавшей в Европе в XIV веке. Это предположение не подтвердилось, и до сих пор неизвестно, какая же причина вызвала распространение этой мутации.

      4. Возможная причина возникновения мутации

      Некоторая ясность возникла при исследовании костных останков в захоронениях на территории Европы. Оказалось, что уже три тысячи лет назад частота этой мутации у европейского населения того времени была близка к современной. Значит, в Европе произошло что-то , что привело к повышению частоты мутации. Кроме устойчивости к инфекциям это могли быть случайные события, например изменение численности популяции, которое иногда приводит к росту совершенно нейтральных вариантов генов. Но эта мутация, видимо, все-таки была чем-то полезна и способствовала отбору.

      Есть народы, которые пришли в Европу относительно недавно. Это евреи, расселившиеся со своей ближневосточной прародины две тысячи лет назад, и цыгане, которые около тысячи лет назад вышли из Индии и переселились в Европу. У евреев и цыган был приток генов от их европейских соседей. У евреев меньше, по некоторым оценкам до 20%, у цыган такой приток генов был больше. Но частоты этой мутации у них такие же, как у европейцев. Это говорит о том, что, когда они пришли в Европу, они столкнулись с тем же фактором, который действовал на людей, живших в Европе уже давно, и частота мутации у них повысилась. Но с каким именно фактором, до сих пор неизвестно.

      5. Влияние мутации на ВИЧ-инфицированных

      Эта мутация изучается достаточно интенсивно и сейчас, но пока неизвестно, как она влияет на особенности работы иммунной системы. И предстоит узнать, от чего она защищает человека сейчас или защищала в далеком прошлом. Исследования, которые проводят генетики, помогают разрабатывать вакцины для профилактики инфицирования вирусом иммунодефицита человека.

      Мы исследовали влияние этой мутации на выживаемость ВИЧ-инфицированных. Старшее поколение помнит трагедию, которая произошла в конце 1980-х годов в Советском Союзе, когда более двух сотен детей были инфицированы в больницах Элисты и Ростова-на -Дону. Врачи, наблюдавшие за этими детьми и лечившие их, все время отбирали образцы крови, для того чтобы определять вирусную нагрузку. Были проанализированы мутации (в ДНК, выделенной из этой крови), защищающие от ВИЧ-инфекции.

      6. Защитное действие мутации

      Оказалось, что у детей, являющихся носителями этой самой мутации в гене рецептора, с которым связывается вирус иммунодефицита, более низкий уровень смертности от ВИЧ. А сама группа ВИЧ-инфицированных имела более низкую частоту этой мутации, чем контрольная группа людей того же происхождения, живущих в том же регионе. Это свидетельствует о защитном действии мутации.

      Однако разница невелика. Для того чтобы установить, достоверен ли защитный эффект, небольшой группы обследованных недостаточно, и приходится сравнивать результаты десятков исследований и использовать методы статистики, которые показывают, что в большинстве исследований частота мутаций у ВИЧ-инфицированных ниже, чем в контрольных группах того же происхождения. Эти различия не очень велики и, может быть, для эпидемиологии не очень значимы. Народы, у которых частота этой мутации самая высокая (25%), немного лучше защищены, чем население Африки или Азии, где такой мутации нет. Но различия на уровне населения в целом относительно невелики — снижение инфицируемости всего на 5% или 10%.

      Поэтому присутствие этой мутации по отношению к развитию эпидемии СПИДа оказывает совсем небольшое влияние на популяционном уровне. Но, конечно, для отдельного индивида это значимо. И проводить генетический анализ на наличие такой мутации может быть важно для людей тех профессий, которые имеют повышенный риск инфицирования, например для врачей или тех, кто работает с кровью. Если человек генетически защищен от инфекции, наверное, ему будет легче и спокойнее работать, но это не отменяет мер предосторожности, которые необходимо предпринимать.

      Устойчивость к ВИЧ: один везунчик из 100

      Некоторое количество россиян являются носителями генетической мутации, делающей их невосприимчивыми к вирусу иммунодефицита

      . Анализ совсем не страшный. Илья Кофиади, научный сотрудник лаборатории генетики гистосовместимости человека Института иммунологии Федерального медико-биологического агентства России, протягивает мне тщательно запечатанный стерильный зонд. Сейчас я открою упаковку и поскребу палочкой за щекой — собственноручно, чтобы на зонд не попала чья-нибудь чужая ДНК. Потом ученый опустит зонд в пробирку со специальным реактивом. Нужно будет немножко подождать. Всего через два часа я узнаю, отношусь ли к числу счастливчиков. В канун 1 декабря — Всемирного дня борьбы со СПИДом — это было бы кстати. Ученые выяснили, что около одного процента жителей Старого Света благодаря генетической мутации невосприимчивы к вирусу иммунодефицита. Существуют и другие полезные мутации, позволяющие даже при заражении ВИЧ на многие годы отодвинуть развитие болезни.

      Вход для вируса

      О том, что люди по-разному реагируют на ВИЧ, стало известно вскоре после появления СПИДа. «Ученые выяснили, что существует иммунный рисунок, который делает людей более или менее чувствительными к вирусу иммунодефицита, — говорит заведующий лабораторией молекулярной биологии Института иммунологии, руководитель лаборатории иммунохимии НИИ вирусологии РАМН им. Д. И. Ивановского, член координационного совета Глобального вакцинового проекта Эдуард Карамов. — Примерно 7-10 процентов носителей ВИЧ относятся к группе «долгоживущих» — они заболевают ­СПИДом спустя 15-18 лет после заражения, притом что обычно этот срок составляет 7-8 лет. Есть так называемые быстрые прогрессоры, которых 15-20 процентов, — у таких симптомы СПИДа появляются уже через год-два». Объектом особого интереса ученых стали люди из другой группы — многократно подвергавшиеся опасности заражения ВИЧ, но так и не получившие инфекцию. Пытаясь ответить на вопрос, почему они не заболели, исследователи решили «покопаться» в их ДНК.

      Под подозрение попали гены-кандидаты, кодирующие белки, которые находятся на поверхности лимфоцитов, атакуемых вирусом. Ученые рассуждали так: чтобы внедриться в клетку, вирус должен зацепиться за белок-рецептор на клеточной мембране. Неполадки с этими рецепторами, возникающие из-за мутаций в генах, могут привести к тому, что вход в клетку для вируса будет затруднен. В 1996 году, обследуя людей, оказавшихся неспособными к заражению ВИЧ, американские ученые обнаружили у подавляющего большинства «поломки» в гене белка-рецептора CCR5. Этот рецептор находится преимущественно на поверхности иммунных клеток и настроен на хемокин — низкомолекулярный белок, активирующий лимфоциты и помогающий рекрутировать их в место инфекции или воспаления. Однако ВИЧ использует этот рецептор с другой целью — для того, чтобы проникнуть в клетки организма. Конечно, мутация в гене, кодирующем белок, чаще всего связана с каким-то дефектом. Но выяснилось, что иногда новый вариант гена может оказаться полезным. В случае CCR5 выпадение из генетической цепочки 32 нуклеотидов приводит к тому, что белок-рецептор, образующийся в результате, сильно укорочен и не появляется на поверхности клетки, а значит, вирус иммунодефицита не может эффективно использовать его для атаки.

      «Каждая хромосома у человека имеет свою пару, — говорит Илья Кофиади. — Мутация может возникнуть одновременно в обеих парных хромосомах или только в одной. Если выпадение 32 нуклеотидных оснований из гена CCR5 происходит сразу в обеих хромосомах, то носители такой мутации практически невосприимчивы к ВИЧ. По крайней мере, среди них до сих пор не зафиксировано ни одного случая заражения. Ведь рецептора CCR5 на поверхности клетки в таком случае просто нет». Во втором случае, когда соответствующая мутация возникает только в одной хромосоме из пары, возможность распространения ВИЧ в организме тоже уменьшается. Белки-рецепторы CCR5 отсутствуют ровно в половине клеток: значит, вирусу иммунодефицита труднее проникнуть в них.

      Поморы под защитой

      Обнаружив полезную мутацию, ученые сразу же захотели определить, у каких народов и как часто она встречается. Сравнив результаты генетического анализа людей, принадлежащих к разным этносам, они поняли, что истоки мутации CCR5delta32 нужно искать где-то на севере Европы, в Скандинавии. Чем дальше от этих мест, тем реже она появлялась, а во многих максимально удаленных от названной точки странах, таких, как Япония или Венесуэла, ее не было совсем. Европейцы же оказались более удачливыми. Носителями мутации CCR5delta32 в обеих парных хромосомах являются около одного процента жителей Старого Света — в принципе, не так уж мало. Ведь это означает, что каждый сотый из них невосприимчив к ВИЧ. Еще у 18 процентов европейцев есть мутация только в одной из парных хромосом. Природа защищает и их, хотя не так эффективно. Инфицирование вирусом иммунодефицита может произойти, но наступление тяжелой болезни, СПИДа, отодвинется как минимум на два года.

      Откуда же обитатели Европы получили полезную мутацию? Мнения ученых разделились. Кто-то считает, что жителям Старого Света ее подарила приблизительно семьсот лет назад свирепствовавшая тогда эпидемия чумы. Ведь возбудитель этой болезни, Yersinia pestis, для атаки на человеческий организм по сути использует те же самые белки-рецепторы, что и ВИЧ. Возможно, в Европе, которая больше всего пострадала от чумы, происходил селективный отбор людей, обладавших этой мутацией CCR5. При эпидемии чумы они имели больше шансов выжить. Другие исследователи спорят с такой точкой зрения: по их мнению, частота мутации CCR5delta32 в бронзовом веке ничуть не отличалась от той, что наблюдается сейчас.

      Так или иначе, удачная мутация постепенно расходилась кругами от места своего первоначального зарождения, но ушла оттуда не очень далеко. До недавнего времени было неясно, как эта мутация распространена на территории России и сопредельных стран, однако сотрудники Института иммунологии закрасили белое пятно на карте.

      «Наши исследования показывают, что у казахов, киргизов, чеченцев, тувинцев мутация CCR5delta32 почти не встречается, — рассказывает Кофиади. — Зато в России есть одна этническая группа, в которой она попадается значительно чаще, чем в среднем по Европе». Речь идет о поморах, небольшой этнической группе, состоящей из нескольких тысяч человек и проживающей сегодня в Архангельской области. Удивительно, но природа, пожалуй, лучше всего на планете защитила от ВИЧ именно этих людей. По данным исследователей Института иммунологии, целых три процента из них являются носителями «спасительной» мутации CCR5delta32 сразу в двух парных хромосомах, что делает их невосприимчивыми к вирусу иммунодефицита. Еще 30 процентов имеют мутацию этого гена в одной из хромосом и, значит, подвержены недугу гораздо меньше.

      Российские ученые исследовали и две другие «хорошие» мутации, помогающие противостоять грозной болезни. Раньше их обнаруживали у так называемых долгоживущих: людей, заразившихся вирусом иммунодефицита, но в течение десятилетий не показывавших признаков развития ­СПИДа. «Сейчас в мире изучено уже около десятка таких генетических мутаций, — говорит Эдуард Карамов. — Однако до сих пор было непонятно, как они распространены в России». Сотрудники Института иммунологии обратили внимание на две из них. Первая находится в участке гена SDF1, кодирующем количество выработки молекулы-лиганда, связывающейся с рецепторами иммунных клеток в процессе иммунного ответа организма. «Работа» SDF1 бывает заметна на продвинутых стадиях инфекции, когда в крови человека циркулирует уже большое количество вируса иммунодефицита. «Поломка» гена, которая выражается в повышенной выработке молекулы-лиганда, в этом случае способна поставить естественный барьер на пути болезни. «Ведь если молекул SDF1 появляется слишком много, они связываются с рецепторами на поверхности лимфоцитов, не оставляя для ВИЧ способа проникнуть в клетки, — рассказывает Илья Кофиади. — Лишенный лазейки, вирус остается не у дел». Загадочной пока остается вторая мутация CCR2-641, связанная с «поломкой» еще одного гена, кодирующего белок-рецептор на поверхности лимфоцитов. Ученые сумели обнаружить ее у «долгоживущих». Однако каким образом она способна затормозить наступление СПИДа, пока не знает никто.

      По мнению большинства исследователей, обе мутации значительно более древние, чем CCR5delta32, поэтому для них, вероятно, существует несколько исходных точек. «Доподлинно неизвестно, как миграции людей могут быть связаны с их распространением, — говорит Илья Кофиади. — Но определенные волны этих генов в человеческой популяции все же можно проследить. Например, мы обнаружили, что у казахов и киргизов частота распространения мутации CCR2-641 одна из самых высоких для среднеазиатского региона. Дальше ее волна, постепенно ниспадая, идет в Юго-Восточную Азию. Одновременно существует и встречное движение — мутация SDF1, наоборот, распространяется с юго-востока в Среднюю Азию». Оказывается, орды кочевников, несшиеся по просторам Евразии задолго до того, как ВИЧ появился в человеческой популяции, одновременно распространяли и гены, способные бороться с ним.

      Рассчитывая частоту «полезных» мутаций на территории России, биологи испытывали немалые трудности с ответом на вопрос, кто же такие коренные русаки. Таковыми условно решили считать жителей Вологодской области. Оказалось, что мутация CCR5delta32 есть в одной или двух парных хромосомах приблизительно у десяти процентов из них. Интересно, что, следуя известной фразе «поскреби русского, найдешь татарина», эти люди по количеству мутаций оказались ровно посередине между поморами и татарами. «Три процента поморов благодаря гомозиготной мутации CCR5delta32 полностью защищены от ВИЧ, у татар таких один процент, — говорит Илья Кофиади. — Значит, в среднем у русских может быть от одного до трех процентов людей, невосприимчивых к ВИЧ».

      Зачем нужна подобная информация? Во-первых, она может оказаться бесценной для конкретного человека, если он пройдет индивидуальный анализ. Тем не менее специалисты не рекомендуют пускаться во все тяжкие даже тем, кто вытянет счастливый билет — узнает, что является носителем удачной гомозиготной мутации CCR5delta32. «До сих пор у людей с такой мутацией ни разу ни в одной стране не выделяли ВИЧ, — говорит Эдуард Карамов. — Однако в лабораторных условиях, подобрав особый штамм вируса иммунодефицита, им можно заразить любые клетки. Мы проводили такие опыты».

      Без учета человеческой генетики в ближайшее время вряд ли будут возможны и любые серьезные научные исследования, связанные с ВИЧ. Например, прошлогодний провал испытаний вакцины Merck против СПИДа некоторые специалисты объясняют, в частности, еще и тем, что когорты участников не были обследованы на генетические мутации. Впрочем, в ближайшее время у ученых уже не будет возможности допустить такой досадный промах. В США сейчас разворачивается грандиозный научный проект по исследованию 300 человеческих генов, влияющих на размножение ВИЧ в организме. В этот список неожиданно попали даже гены, отвечающие за белки, с помощью которых сокращаются мышцы. Так что очень скоро мы все действительно узнаем о своих взаимоотношениях со СПИДом.

      Читать статьи по темам:

      Выдели ее и нажми ctrl + enter

      Блокнот фтизиатра – туберкулез

      Все, что Вы хотите знать о туберкулезе

      Лекарственная устойчивость к противотуберкулезным препаратам

      Лекарственная устойчивость к противотуберкулезным препаратам является одним из самых значимых проявлений изменчивости МБТ.

      По классификации ВОЗ (1998) МБТ могут быть: монорезистентные — к одному противотуберкулезному препарату; полирезистентные — к двум и более противотуберкулезным препаратам, но не к сочетанию изониазида и рифампицина (самые эффективные лекарства, обладающие бактерицидным действием на МБТ); множественно-лекарственно-резистентные — как минимум к сочетанию изониазида и рифампицина;

      По клинической классификации В.Ю. Мишина (2000), больных, выделяющих МБТ, делят на четыре группы:

    • больные, выделяющие МБТ, чувствительные ко всем противотуберкулезным препаратам;
    • больные, выделяющие МБТ, устойчивые к одному противотуберкулезному препарату;
    • больные, выделяющие МБТ, устойчивые к двум и более противотуберкулезным препаратам, но не к сочетанию изониазида и рифампицина;
    • больные, выделяющие множественно-устойчивые МБТ как минимум к изониазиду и рифампицину, которые подразделяются на две подгруппы:
    1. больные, выделяющие МБТ, устойчивые к изониазиду и рифампицину в сочетании с другими основными противотуберкулезными препаратами: пиразинамидом, этамбутолом и/или стрептомицином;
    2. больные, выделяющие МБТ, устойчивые к изониазиду и рифампицину в сочетании с другими основными и резервными противотуберкулезными препаратами: канамицином, этионамидом, циклосерином, ПАСК и/или фторхинолонам.

    Основными механизмами развития лркарственной устойчивости МБТ к противотуберкулезным препаратам являются мутации в гене, ответственном за синтез белка-мишени действия препарата, или гиперпродукция метаболитов, инактивирующих препарат.

    В большой и активно размножающейся микобактериальной популяции всегда имеется небольшое количество лекарственно-устойчивых спонтанных мутантов в соотношении: 1 клетка мутант на 10 8 устойчивых к рифампицину; 1 клетка мутант на 10 5 — к изониазиду, этамбутолу, стрептомицину, канамицину, фторхинолонам и ПАСК; 1 мутант на 10 3 — к пиразинамиду, этионамиду, кацреомицину и циклосерину.

    С учетом того, что в каверне величина микобактериальной популяции составляет 10 8 , там имеются мутанты ко всем противотуберкулезным препаратам, в то время как в очагах и осумкованных казеозных фокусах — 10 5 . Поскольку большинство мутаций специфичны для отдельных препаратов, спонтанные мутанты, как правило, устойчивы только к одному препарату. Это явление называют эндогенной (спонтанной) лекарственной устойчивостью МБТ.

    При проведении правильной химиотерапии мутанты практического значения не имеют, но в результате неправильного лечения, когда больным назначают неадекватные режимы и сочетания противотуберкулезных препаратов и не дают оптимальные дозы при расчете мг/кг массы тела больного, изменяется соотношение между количеством лекарственно-устойчивых и чувствительных МБТ.

    Происходит естественный отбор лекарственно-устойчивых мутантов к противотуберкулезным препаратам при неадекватной химиотерапии, что при длительном воздействии может вести к изменению генома МБТ клетки без обратимости чувствительности. В этих условиях происходит размножение главным образом лекарственно-устойчивых МБТ, эта часть бактериальной популяции увеличивается. Это явление определяется как экзогенная (индуцированная) лекарственная устойчивость.

    К настоящему времени изучены практически все гены МБТ, контролирующие лекарственную устойчивость к противотуберкулезным препаратам:

    Рифампицин воздействует на ДНК-зависимую РНК-полимеразу (ген гроВ). Устойчивость к рифампицину в подавляющем большинстве случаев (более 95% штаммов) связана с мутациями в сравнительно небольшом фрагменте. Размер указанного фрагмента составляет 81 пару оснований (27 кодонов). Мутации в отдельных кодонах различаются по своему значению. Так, при мутациях в кодонах 526 и 531 обнаруживают высокий уровень резистентности к рифампицину. Мутации в кодонах 511, 516, 518 и 522 сопровождаются низким уровнем устойчивости к рифампицину.

    Изониазид по существу представляет собой пролекарство. Для проявления антибактериальной активности молекула препарата должна быть активирована внутри микробной клетки, однако химическая структура активной формы изониазида окончательно не выявлена. Активация происходит под действием фермента каталазы/пероксидазы (ген katG). Мутации в этом гене (обычно в положении 315), приводящие к снижению активности фермента на 50%, обнаруживают приблизительно у половины изониазид-устойчивых штаммов МБТ.

    Вторым механизмом развития устойчивости МБТ к изониазиду является гиперпродукция мишеней действия активных форм препарата. К указанным мишеням относятся белки, участвующие в транспорте предшественников миколевой кислоты и ее биосинтезе: ацетилированный белок-носитель (ген асрМ), синтетаза (ген kasA) и редуктаза (ген inhA) белка-носителя.

    Миколевая кислота является основным компонентом клеточной стенки МБТ. Мутации обычно выявляются в промоторных областях перечисленных генов. Уровень устойчивости связан с гиперпродукцией мишеней и, как правило, ниже, чем при мутациях в генах каталазы-пероксидазы.

    Этионамид (протионамид) также вызывает мутации в гене inhA. Это объясняется тем, что для изониазида и этионамила общим предшественником является никотинамид, и устойчивость к этионамиду иногда приобретается вместе с устойчивостью к изониазиду. Этионамид является пролекарством и ему необходима активация ферментом, который до сих пор не выявлен.

    Пиразинамид, как и изониазид, является пролекарством, так как их общим предшественником также является никотинамид. После пассивной диффузии внутрь микробной клетки пиразинамид превращается в пиразиноивую кислоту под действием фермента пиразинамидазы (ген рnсА). Пиразиноивая кислота, в свою очередь, ингибирует ферменты биосинтеза жирных кислот. У 70—90 % штаммов микобактерий, устойчивых к пиразинамиду, в структурных или промоторных областях пиразинамидазы обнаруживают мутации.

    Стрептомицин вызывает два вида мутаций, приводящих к модификации участка связывания антибиотика с малой субъединицей (I2S) рибосомы: мутации в генах, кодирующих 16S рРНК (rrs), и генах, кодирующих 12S рибосомальный протеин (rspL). Есть и более редкая группа мутаций генов рибосом, которые настолько повышают устойчивость МБТ к стрептомицину, что эти мутанты называются стрептомицин- зависимыми, поскольку растут плохо до тех пор, пока в питательную среду не добавляют стрептомицин.

    Канамицин (амикацин) вызывает мутации, кодирующие геном rrs, когда имеет место замена аденина на гуанин в позиции 1400 /6S рРНК.

    Этамбутол воздействует на белок етbВ (арабинозилотрансфераза), который участвует в биосинтезе компонентов клеточной стенки МБТ. Устойчивость к этамбутолу в подавляющем большинстве случаев связана с точечной мутацией в 306 кодоне.

    Фторхинолоны вызывают мутации в генах ДНК-гиразы (ген gyrA).

    Следовательно, в клинической практике необходимо исследовать лекарственную чувствительность и по результатам этих данных подбирать соответствующий режим химиотерапии и сопоставлять его эффективность с динамикой туберкулезного процесса.

    Наряду с этим выделяется первичная лекарственная устойчивость МБТ как устойчивость, определяемая у пациентов, не принимавших противотуберкулезные препараты. В данном случае подразумевается, что больной заразился именно этим штаммом МБТ.

    Первичная множественная лекарственная устойчивость МБТ характеризуется состоянием микобактериальной популяции, циркулирующей на данной территории, и ее показатели важны для оценки степени напряженности эпидемической ситуации и выработки стандартных режимов химиотерапии. В России в настоящее время частота первичной множественной лекарственной устойчивости в отдельных регионах составляет 5—15%.

    Вторичная (приобретенная) лекарственная устойчивость определяется как устойчивость МБТ, развивающаяся в процессе химиотерапии. Приобретенную лекарственную устойчивость следует рассматривать у тех больных, которые имели в начале лечения чувствительные МБТ с развитием устойчивости через 3—6 мес.

    Вторичная множественная лекарственная устойчивость МБТ является объективным клиническим критерием неэффективно проводимой химиотерапии; в России она составляет 20—40%.

    Программа «Вести недели»

    Обнаружение и лечение различных форм рака 17 суток назад

    Биологи выявили причину устойчивости голых землекопов к раку

    Голые землекопы не блещут красотой, но зато проявляют устойчивость к боли, раковым опухолям и повышенным концентрациям углекислого газа, а также отличаются самой большой продолжительностью жизни среди грызунов

    (фото Vick/University of Rochester).

    Голые землекопы — удивительные грызуны. По человеческим меркам они крайне уродливы, но при этом нам есть чему позавидовать: у этих существ очень продолжительный срок жизни, они не чувствуют боли от химических и термических ожогов, но самое удивительная их особенность состоит в устойчивости к раку. Биологи решили разобраться, чем же обусловлено такое везение голых грызунов.

    Оказывается, секрет их устойчивости к раку состоит в том, что в их организме содержатся сложные сахара, которые удерживают клетки от нагромождения в опухоли. Можно ли на основе такого сахара создать лекарство от рака для людей — пока неясно.

    Биологи определили, что сложные сахара содержатся в так называемом внеклеточном матриксе грызунов, структуре, заполняющей пространство между клетками. Это уже шаг навстречу пониманию рака: оказывается, внеклеточный матрикс играет существенную роль в образовании опухолей.

    Предыдущие работы в этой области были направлены на изучение раковых опухолей у мышей, которые живут в среднем всего по четыре года и проявляют склонность к этому заболеванию. Вера Горбунова и Андрей Селуанов из университета Рочестера (University of Rochester) решили взглянуть на ситуацию под другим углом. Они наблюдали за 20 различными грызунами в течение их жизни, уделяя особое внимание долгожителям.

    Бобры и серые белки отличаются особенно долгой жизнью (в среднем 20 лет), но голые землекопы побили их рекорд на треть: их продолжительность жизни составляет около 28 лет. И это при том, что размерами они обладают несколько меньшими, чем другие грызуны-долгожители. Ещё одной удивительной особенностью голых землекопов является их социальная структура, подразумевающая наличие всего одной самки-производительницы на всю колонию. По словам Горбуновой, все эти открытия, сделанные в ходе предыдущих исследований очень помогли ей и её коллегам в работе.

    Поначалу биологи терялись в догадках, не понимая, где именно искать причину устойчивости голых землекопов к раку. Но затем они рассмотрели небольшой кусочек ткани грызуна под микроскопов и заметили, что их клетки держатся поодаль друг от друга, в отличие от клеток других млекопитающих, склонных к нагромождению. Позднее учёные заметили, что исследуемая ткань стала чрезвычайно липкой, притом настолько, что изучать её было уже очень трудно. Как только эту слизь удалили, клетки начали быстро нагромождаться, создавая потенциальную опухоль. Стало понятно, что эта вязкая жидкость ответственна за разделение клеток в организме грызуна, и тогда учёные решили, что за липкость этого вещества ответственна гиалуроновая кислота, содержащаяся во внеклеточном матриксе.

    Гиалуроновая кислота содержится в организме всех животных. Она выполняет функцию увлажнения соединительных тканей и является важнейшим компонентом кожи и хрящей. Это вещество часто используют в производстве косметической продукции, добавляя его в лосьоны и кремы. Некоторые учёные даже приписывали различным формам гиалуроновой кислоты роль в стимуляции образования раковых опухолей, но то, что она как раз препятствует их появлению, никто ранее не думал.

    Но у голых землекопов даже гиалуроновая кислота оказалась необычной. Каждая молекула этого вещества у них была в пять раз больше, чем у других грызунов и даже человека. Исследователи выяснили, что ферменты, ответственные за разрушение сахаров в организме землекопов, не очень активны, из-за чего эти вещества могут накапливаться в межклеточном матриксе в очень крупных дозах. Горбунова и её коллеги пишут в пресс-релизе, что такое количество гиалуроновой кислоты эти грызуны приобрели в процессе эволюции для того, чтобы их кожа стала достаточно эластичной и не разрывалась, когда животное пытается пролезть по узкому проходу. Изначально цели борьбы с раком у природы, скорее всего, не было.

    Чтобы подтвердить причастность сахаров к устойчивости голых землекопов к раку, учёные провели лабораторный эксперимент. Сначала они подвергли клетки грызуна воздействию вирусных белков, которые подавляли активность генов-супрессоров опухолей. Признаков рака клетки по-прежнему не проявили. Затем биологи повысили активность ферментов, разрушающих сахара, и лишь тогда клетки начали скапливаться, образовывая потенциальную опухоль. Об этом эксперименте и его результатах сообщается в статье Горбуновой и её коллег, опубликованной в журнале Nature.

    Биолог Карло Мейли (Carlo Maley) из Калифорнийского университета предложил сценарий дальнейшего исследования: "Следующим шагом необходимо будет внедрить ген голых земелекопов, ответственный за формирование гиалуроновой кислоты с высоких концентрациях, в ДНК мышей и посмотреть, будут ли они проявлять такую же устойчивость к раку".

    Новые данные свидетельствуют о росте устойчивости к противомикробным препаратам по всему миру

    Всемирная организация здравоохранения опубликовала первые данные эпиднадзора об устойчивости к противомикробным препаратам, которые свидетельствуют о высоком уровне устойчивости к антибиотикам ряда серьезных бактериальных инфекций в странах как с высоким, так и с низким уровнем доходов.

    Согласно данным новой Глобальной системы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам (GLASS) ВОЗ около 500 000 человек с подозрением на бактериальную инфекцию в 22 странах столкнулись с устойчивостью к антибиотикам.

    Самые распространенные резистентные бактерии — Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Staphylococcus aureus и Streptococcus pneumoniae, за ними следует Salmonella spp. В системе отсутствуют данные о резистентности бактерии Mycobacterium tuberculosis, вызывающей туберкулез, поскольку с 1994 г. эти данные ВОЗ ежегодно публикует в «Докладе о глобальной борьбе с туберкулезом».

    Среди пациентов с подозрением на инфекцию кровотока устойчивость к по меньшей мере одному из наиболее широко используемых антибиотиков в разных странах колеблется в очень широком диапазоне от нуля до 82%. Устойчивость к пенициллину — препарату, который в течение десятилетий использовался по всему миру для лечения пневмонии — среди стран, включенных в доклад, варьируется от нуля до 51%. Распространенность устойчивости к ципрофлоксацину (антибиотику, который обычно используется для лечения такого рода заболеваний) при лечении инфекций мочевой системы, вызванных кишечной палочкой, составляет от 8% до 65%.

    «Отчет подтверждает, что ситуация с устойчивостью к антибиотикам в мире тяжелая», — говорит д-р Марк Спренгер, директор Департамента ВОЗ по борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам.

    «Некоторые самые распространенные и самые потенциально опасные инфекции в мире не поддаются лечению медицинскими препаратами, — добавил Спренгер — И наибольшую обеспокоенность вызывает то, что патогены не признают государственных границ. Поэтому ВОЗ призывает все страны создавать эффективные системы эпиднадзора для выявления устойчивости к лекарственным препаратам и делиться полученными данными с глобальной системой».

    В настоящее время в Глобальной системе по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам ВОЗ участвуют 52 страны (25 стран с высоким уровнем доходов, 20 стран со средним уровнем доходов и 7 стран с низким уровнем доходов). Для первого отчета 40 стран представили сведения о своих национальных системах эпиднадзора, а 22 страны также поделились данными об уровне устойчивости к антибиотикам.

    «Данный отчет — это первый жизненно необходимый шаг для лучшего понимания масштаба устойчивости к противомикробным препаратам. Система по надзору только начинает развиваться, но, если мы хотим упредить и справиться с одной из крупнейших угроз для глобального общественного здравоохранения, чрезвычайно важно совершенствовать данную систему», — отмечает д-р Кармен Пессоа-Силва, которая координирует функционирование новой системы по надзору в ВОЗ.

    Данные первого отчета GLASS весьма неравномерны с точки зрения качества и полноты. Некоторые страны сталкиваются с большими проблемами при создании национальных систем эпиднадзора, в частности из-за нехватки персонала, средств и инфраструктуры.

    Однако ВОЗ принимает меры для того, чтобы все больше стран формировали собственные национальные системы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам для получения надежных и полезных данных. GLASS помогает стандартизировать подход к сбору данных странами и позволяет получить более полную картину структуры и тенденций устойчивости к антибиотикам.

    Надежные программы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам против туберкулеза, ВИЧ и малярии действуют уже в течение многих лет и помогают оценить бремя заболеваемости, планировать диагностические и лечебные услуги, отслеживать эффективность мероприятий по борьбе с переносчиками инфекции и разрабатывать эффективные схемы лечения для преодоления и предотвращения в будущем устойчивости к противомикробным препаратам. Ожидается, что GLASS будет выполнять аналогичные функции в отношении распространенных патогенов.

    Благодаря вводу в действие GLASS во многих странах уже произошли изменения. В частности, Кения ускорила разработку своей национальной системы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам; Тунис начал обобщать данные об устойчивости к противомикробным препаратам на национальном уровне; Республика Корея полностью пересмотрела свою национальную систему эпиднадзора для приведения ее в соответствие с методологией GLASS и в настоящее время предоставляет данные очень высокого качества и полноты; такие страны, как Афганистан или Камбоджа, в которых происходят серьезные структурные изменения, подключились к системе и используют GLASS в качестве возможности для совершенствования своих национальных систем эпиднадзора за УПП. В целом участие различных стран в GLASS свидетельствует о растущей политической воле по поддержке мировых усилий по контролю над устойчивостью к противомикробным препаратам.

    Примечание для редакторов:

    В докладе ВОЗ «Устойчивость к противомикробным препаратам: глобальный доклад по итогам эпиднадзора» 2014 г. подчеркивалась необходимость создания глобальной системы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам.

    В октябре 2015 г. ВОЗ вместе с сотрудничающими центрами ВОЗ и существующими сетями по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам запустила Глобальную систему по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам (GLASS) на основе опыта других программ эпиднадзора ВОЗ. Например, программа по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам против туберкулеза действует в 188 странах уже на протяжении 24 лет. Программа по надзору за устойчивостью к препаратам против ВИЧ была запущена в 2005 г. и в 2017 г. уже свыше 50 стран предоставляют данные по предотвращению и оценке лекарственной устойчивости, используя стандартизированные методы опроса.

    Любая страна, на любом этапе развития своей национальной системы по надзору за устойчивостью к противомикробным препаратам, может вступить в GLASS. Странам рекомендуется постепенно вводить стандарты и показатели эпиднадзора исходя из национальных приоритетов и доступных ресурсов.

    Со временем GLASS будет получать информацию из других систем эпиднадзора, имеющих отношение к устойчивости человека к противомикробным препаратам, например, из систем по контролю безопасности пищевой цепи, контролю за использованием противомикробных препаратов, целевых проектов эпиднадзора и прочих источников релевантных данных. Цель внедрения системы — развивать и поддерживать многосекторальный подход в рамках концепции «единое здравоохранение» для решения проблем, связанных с устойчивостью к противомикробным препаратам у людей, животных, применительно к продуктам питания и окружающей среде.

    Все данные GLASS бесплатны, доступны онлайн и будут регулярно обновляться.

    Генеральный директор ВОЗ д-р Тедрос Адханом Гебрейесус подчеркнул, что он намерен сделать проблему устойчивости к противомикробным препаратам одной из самых приоритетных задач ВОЗ, объединив экспертов, работающих над ее решением, в рамках недавно созданного кластера стратегических инициатив.