Диссертация (1140384), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Одной из самыхнаглядныхмоделейэволюциирезистентностислужитселекцияантибиотикорезистентных штаммов P. aeruginosa при муковисцидозе. 70%изолятов от пациентов с хроническим носительством синегнойной палочкихарактеризуются множественной резистентностью, механизмы которой крайнеразнообразны даже в случаях принадлежности изолятов к одному клональномукомплексу[138].Всеговпроцессреализациирезистентностипримуковисцидозе вовлекается более 100 генов.
Количество мутированных генов,47задействованных в приобретенной устойчивости, колеблется от 3 (изолят,резистентный только к азтреонаму) до 24 (мультирезистентный изолят) на одинизученный штамм. Каждая из обнаруженных мутаций, как считают авторы,была значима для возникновения резистентности [138]. Причина такогобольшого количества полезных для синегнойной палочки мутаций кроется вособых свойствах выживших после воздействия антибиотиков клонов. Главнымсвойством их генетического аппарата считается склонность к спонтанныммутациям – их вероятность в 1000 раз больше, чем у среднестатистическогодикого штамма, что дало повод назвать их гипермутаторами или бактериями сгипермутабельным фенотипом [141].
Причина гипермутабельности кроется вполомках системы репарации хромосомной ДНК, которые оказываютсяполезными для выживания вида в условиях антибиотикотерапии. В результатебезжалостной селекции под прессом антибиотиков остаются только те клоны,мутации которых оказались направленными на нейтрализацию антимикробныхпрепаратов. Как правило, первичное заражение при муковисцидозе являетсявнебольничным.негоспитальными,полученныеотБронхо-легочнаяа,значит,пациентовссистемапринерезистентныминозокомиальнымиэтомконтаминируетсяштаммами.инфекциями,Изоляты,имеютдополнительные, горизонтальные, пути приобретения резистентности. Этонаиболее ярко иллюстрируется на примере приобретенных бета-лактамаз,которые редко присутствуют у детей с муковисцидозом [136]. Частота ихобнаружения растет вместе с взрослением пациента и временем его нахожденияв лечебных учреждениях.
Считается, что приобретенные бета-лактамазырасширенного спектра и карбапенемазы кодируются генами, происходящими изплазмид и МГЭ, в том числе транспозонов. Гены бета-лактамаз часто находятсяв составе генных кассет в интегронах, соседствуя с генами резистентности кдругим антибиотикам. В таких случаях плазмид- и транспозон-зависимаяпередачарезистентностигоризонтальнымпутембудетобеспечиватьодномоментное приобретение множественной лекарственной устойчивости.48Например, в исследовании Yu Y.S. et al.
описаны штаммы P. aeruginosa синтегронами,несущимигенМБЛигеныферментовинактивацииаминогликозидов [254]. Источником отдельных генов и кассет резистентностиявляются госпитальные штаммы, которые интегрировали в свой геномполезныедляприобретениярезистентностидетерминанты.Помередальнейшего контакта с новыми антибиотиками и взаимодействия с микробнымокружением, штаммы P.
aeruginosa при помощи фермента интегразыпродолжают захватывать нужные для выживания гены, увеличивая объеминтегронов [254]. Функционально это проявляется в расширении спектрарезистентности.Вкачествепервичныххозяевгеноврезистентности,обнаруживаемых у синегнойной палочки, называют бактерии из окружающейсреды, нередко принадлежащие к отдаленным от Pseudomonas spp. таксонам.Например, бета-лактамаза СТХ-М была «заимствована» синегнойной палочкойу свободноживущих видов семейства Enterobacteriaceae Kluyvera ascorbate иKluyvera georgiana, у которых СТХ-М является природным ферментом [178].
ВкачествепервичныхносителейNDMрассматриваютсяэнтеробактерииKlebsiella pneumoniae или Escherichia coli [237]. Происхождение генов беталактамаз может быть связано не только с энтеробактериями: на ролькандидатов в естественные носители генов OXA-бета-лактамаз претендуютRalstonia spp., Burkholderia spp. и Shewanella spp. [178].Какужебылосказано,резистентностиможетбытьпричинойповреждениезапускагеновдругихмеханизмовбактериимутациями,реорганизацией генома (протяженными делециями и инверсиями) и МГЭ.Данные факторы могут модифицировать мишень, нарушать структуру поринов,замедляя тем самым транспорт антибиотиков внутрь клетки, и повреждатьгены, репрессирующие эффлюкс-выведение антибиотика из периплазмыбактерий [23, 111, 204].
Если мутации носят случайный характер, топротяженные делеции и инверсии могут быть не случайными - они могутявляться следствием реорганизации генома под воздействием МГЭ [173].49Предполагается, что МГЭ, в свою очередь, тропны к определенным генам [212].К настоящему времени насчитывается около 40 IS-элементов (разновидностьМГЭ, от англ.
«insertion sequence» - вставочная последовательность), которыеиндуцируют резистентность P. aeruginosa к антибиотикам, встраиваясь в геныпоринов и нарушая гены репрессоров эффлюкс-помп [44, 68, 220, 241].Глобальная картина функциональной регуляция резистома P. aeruginosaподдается осмыслению лишь на уровне отдельных процессов, в достаточнойстепени изученных к настоящему времени. Невозможность общего пониманияопределяется двумя причинами. Во-первых, отсутствует информация обо всехвозможныхвариантахмежмолекулярныхвзаимодействийбиополимеров,вовлеченных в реализацию устойчивости.
Вторая причина кроется в сложностисистемы.Одномоментнаяиндукциявзаимоисключающихпроцессов,шунтированность путей регуляции, внутривидовое разнообразие сайтов длямежмолекулярных контактов, приводящее к неоднородности силы сигнала отвзаимодействия – все это определяет систему регуляции как динамическийхаос. Впрочем, это не отменяет важнейшего результата работы этой системы,заключающегося в приобретении резистентности.Проиллюстрируем сложность регуляции на примере эффлюкс-помп ипориновой проницаемости.
Подавление транскрипции oprD осуществляетсярегуляторомMexT, одновременно активирующим транскрипцию генов,которые кодируют белки эффлюксных систем MexEF-OprN (насос дляфторхинолонов, триметоприма и хлорамфеникола) [171]. В то же время, MexTподавляет активность другой помпы, откачивающей фторхинолоны (а такжебета-лактамы) из клетки – MexAB-OprM. Происходит это за счет подавленияMexAB-OprM-стимулирующего эффекта от важного индуктора системы«кворум-сенсинг» N-бутирил-L-гомосеринлактона [147]. В этом мы видим, покрайней мере, два противонаправленных явления.
Первое заключается водновременной активации одной (MexEF-OprN) и подавлении другой (MexABOprM) помпы для фторхинолонов. Второе противоречие заключается в том, что50MexT подавляет OprD-зависимый транспорт бета-лактамов в клетку иодновременно подавляет их выведение специфичной для бета-лактамов помпойMexAB-OprM. Сложность усугубляется тем, что эти процессы находятся подвлиянием кворум-сенсинга, а, следовательно, зависят от фазы роста бактерий,их концентрации и микроокружения. Кроме того, синегнойная палочкарасполагает дублирующими механизмами индукции эффлюкс- и поринзависимой резистентности.
Например, под воздействием субтоксичных для P.aeruginosa доз антибиотиков (ципрофлоксацин, 0,05 мкг/мл) уже упомянутаясистемаMexEF-OprNактивируетсянезависимоотMexTзасчетнеустановленных медиаторов [126]. Подобным образом функционируют идругие системы, отвечающие в клетках P. aeruginosa за устойчивость кповреждающим агентам. Считается, что только сложность регуляторныхмеханизмовможетобеспечитьгибкостьповеденияP.aeruginosa,проявляющуюся в ее способности быстро приобретать и быстро утрачиватьрезистентность в зависимости от условий окружающей среды.
Регуляторныйаппарат синегнойной палочки обеспечивает уникальное свойство - самыеразнообразныестресс-факторымогутусиливатьустойчивостькантимикробным препаратам, индуцируя кросс-резистентность [47]. Это далоповод сформулировать оригинальное правило для предсказания последствийконтакта P. aeruginosa с антимикробными препаратами: «Все дороги ведут крезистентности» [47].1.4. Оценка антибиотикорезистентностиПодходы для детекции бета-лактамаз, гидролизирующих карбапенемы,можно условно разделить на молекулярные, фенотипические и аналитические.Молекулярные подходы подразумевают выявление генов бета-лактамаз спомощью различных видов амплификации (мультиплексная ПЦР, петлевая51изотермическая амплификация) и секвенирования [33, 39, 65, 90, 162, 168, 177,180, 187].Фенотипические подходы выявления бета-лактамаз, гидролизирующихкарбапенемы,включают:1)использованиекарбапенем-содержащихпитательных сред, 2) модифицированный тест Ходжа, 3) CIM-тест, 4) тесты сингибиторамикарбапенемаз,5)выявлениештаммов,продуцирующихкарбапенемазы, с помощью бактериологических анализаторов.Карбапенем-содержащие питательные среды могут быть использованыдляотбораизолятов,требующихдетальногоопределенияунихкарбапенемазной активности [54, 203].Модифицированный тест Ходжа основан на феномене роста контрольногокарбапенемчувствительногоштаммавприсутствиикарбапенемовитестируемого штамма в случае, если тестируемый штамм продуцируеткарбапенемазу.Данныйтестпозволяетопределитьтольконаличиекарбапенемазы без уточнения ее типа, практически безошибочно выявляетпредставителей классов A и D, но слабо чувствителен для карбапенемаз классаB [175, 227].Принципы тестов с ингибиторами бета-лактамаз основаны на измененииМПК карбапенемов в присутствии специфических ингибиторов: для класса Аингибиторамиявляютсябороноваякислота,дляклассаВ–этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА), дипиколиновая кислота илимеркаптоацетат натрия, класса С – бороновая кислота или клоксациллин, длякласса D - авибактам [16, 127, 178, 227].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
