Bakterie

Oporność bakterii na antybiotyki

Nie istnieją obecnie antybiotyki, które odzna­czałyby się skutecznością wobec wszystkich bakteryjnych patogenów. Przeciwnie, notuje się alarmująco dużą liczbę doniesień o szcze­pach bakterii chorobotwórczych opornych na większość obecnie stosowanych antybiotyków. Zjawisko to przybiera szczególnie groźne roz­miary w oddziałach szpitalnych, gdzie z jednej strony spotyka się szczepy bakteryjne charakteryzujące się wielolekową opornością, z drugiej zaś chorych cierpiących na wiele poważnych schorzeń, w tym obniżoną odporność. Z opor­nością na antybiotyki mamy do czynienia wów­czas, gdy stwierdzamy oporność na działanie leku in vitro (badanie antybiotykooporności w warunkach laboratoryjnych) lub, gdy daw­ka leku niezbędna do zabicia lub zahamowa­nia wzrostu szczepów bakteryjnych przekracza dawki uznane za bezpieczne dla danego anty­biotyku. Przypuszcza się, że zjawisko narastania oporności na antybiotyki w świecie bakterii i innych mikroorganizmów związane jest ze zbyt pochopnym stosowaniem tej grupy le­ków, często w sytuacjach tego nie wymagają­cych (infekcje wirusowe), zbyt krótkim czasem ich stosowania, nieprzestrzeganiem zalecanych dawek czy odstępów czasowych między daw­kami. Zwłaszcza to ostatnie, a więc nieprawi­dłowy, zbyt krótki czas trwania kuracji sprzyja selekcji drobnoustrojów opornych wśród po­pulacji o różnej wrażliwości. Spadek wrażliwo­ści na antybiotyki wśród bakterii związany jest również z rozwojem technik hodowli zwierząt. Hodowcy często stosują antybiotyki dla zwięk­szenia przyrostu masy ciała zwierząt.

W drugiej połowie lat dziewięćdziesiątych w amerykań­skiej prasie medycznej opisywano narastanie oporności na działanie chinolonów, (antybio­tyków o dość szerokim spektrum działania), wśród bakterii Campylobacter jejuni, wywo­łującej ostry nieżyt żołądkowo-jelitowy u ludzi. Fakt ten związany był ze stosowaniem tej grupy leków dla leczenia zakażonego drobiu. Podobne przypadki sięgające nawet 50% szczepów Cam­pylobacter jejuni zanotowano w Europie. Zapo­bieganie rozwojowi oporności na działanie antybiotyków polega na: stosowaniu antybio­tyków wyłącznie w uzasadnionych przypadkach (infekcje bakteryjne, profilaktyczne stosowa­nie antybiotyków podczas infekcji wirusowych w razie ciężkich chorób towarzyszących), prze­strzeganiu czasu trwania kuracji antybiotykowej, zaleconych dawek oraz odstępu czasowego między porcjami leku. W celu stosowania najbardziej skutecznej antybiotykoterapii nale­ży znać nie tylko rodzaj bakterii wywołującej infekcję, ale również jej wrażliwość (lub brak wrażliwości) na antybiotyki. Badaniami rutyno­wo wykonywanymi w tym celu są posiewy ma­teriałów biologicznych (krew, mocz, wymazy z gardła, ran itp.) na odpowiednie pożywki oraz wykonywanie antybiogramów (ocena ha­mowania wzrostu kolonii bakteryjnych na po­żywkach z odpowiednimi antybiotykami).

Antybiotykooporność można podzielić na:


  • naturalną – wynikającą z braku komórkowe­go punktu uchwytu działania antybiotyku; np. bakterie nie posiadające ściany komórkowej (Listeria monocytogenes) wykazują natural­ną oporność na penicyliny, których działanie bakteriobójcze polega na zakłóceniu syntezy ściany bakteryjnej; a bakterie beztlenowe są naturalnie oporne na działanie antybiotyków aminoglikozydowych, wymagających aktyw­nego transportu do wnętrza komórki;
  • nabytą – w wyniku której następuje zmiana metaboli­zmu bakterii poprzez ominięcie zablokowanej przez antybiotyk drogi przemiany.

Mechanizm wytwarzania się oporności na an­tybiotyki może polegać na selekcji drobno­ustrojów opornych, mutacji genów czy też przekazywaniu poza chromosomalnych czą­stek materiału genetycznego. Geny te znajdują się w plazmidach, małych, kolistych cząstkach DNA swobodnie przenoszonych z bakterii na bakterię (nawet różną gatunkowo). Informa­cja genetyczna zawarta w plazmidach to za­zwyczaj liczne kopie genów kodujących białka, zwykle enzymy, stanowiących o rozwoju opor­ności na wiele antybiotyków. Przekazywanie genów z wykorzystaniem plazmidów nosi na­zwę koniugacji. Zjawisko to może zachodzić wyłącznie pomiędzy dwoma komórkami bak­teryjnymi pozostającymi w ścisłym kontakcie. Rozdzielenie komórek przerywa ten proces. W przekazywaniu informacji genetycznej w mechanizmie transdukcji może brać udział spe­cjalny rodzaj wirusów zwanych bakteriofagami. Kolejne etapy tego zjawiska obejmują: przy­łączenie bakteriofagu do ściany komórki bak­teryjnej; wstrzyknięcie wirusowego DNA do wnętrza bakterii; powielanie DNA wirusa oraz synteza wirusowych białek z wykorzystaniem systemów gospodarza; niekiedy w miejsce DNA wirusa są inkorporowane pewne odcin­ki bakteryjnego DNA i tak zainfekowany wirus przenosi materiał genetyczny z bakterii na bak­terię; uszkodzenie (liza) komórki bakteryjnej i uwolnienie wirusów.

Przykłady mechanizmów oporności na dzia­łanie antybiotyków:

  • synteza enzymu penicylinazy chroni przed działaniem antybiotyków beta-laktamowych (np. penicylin). Enzym ten przecina pierścień beta-laktamowy penicylin powodując roz­pad cząsteczki antybiotyku;
  • modyfikacja enzymów bakteryjnych np. gyrazy DNA (enzym odpowiedzialny za roz­wijanie nici DNA) uniemożliwia działanie chinolonów;
  • synteza specyficznych pomp w błonie ko­mórkowej bakterii umożliwia aktywne usu­wanie antybiotyku z wnętrza komórki (mechanizm oporności na tetracykliny);
  • enzymatyczna modyfikacja antybiotyków (np. kanamycyny) powodująca utrudnione wiązanie z docelowym miejscem receptoro­wym;
  • modyfikacja miejsc wiązania uniemożliwia­jąca działanie antybiotyków (np. metylacja rybosomów bakteryjnych w przypadku ery­tromycyny);
  • zmiana struktury ściany komórkowej, w tym tak zwanego białka wiążącego penicyliny (PBPs), jest jednym z mechanizmów oporno­ści na działanie antybiotyków beta-laktamowych.

Wzrost liczby szczepów bakteryjnych opor­nych na antybiotyki jest przyczyną rozwo­ju badań nad nowymi generacjami tych leków. Prace obejmują zarówno modyfika­cję znanych grup leków, takich jak: antybio­tyki beta-laktamowe, makrolidy, chinolony, glikopeptydy czy wankomycyna, jak i synte­zę nowych leków o unikalnym mechanizmie działania. Przykładem tych ostatnich jest linezolid, antybiotyk zaburzający syntezę białek bakteryjnych przez przyłączenie się do metio­niny, aminokwasu znajdującego się w odcinku początkowym białka.

Pożyteczność bakterii

Bakterie żyjące w naszym otoczeniu to nie tyl­ko bakterie chorobotwórcze, ale także bakterie spełniające wiele pożytecznych funkcji zarów­no wewnątrz organizmu człowieka, jaki w śro­dowisku naturalnym. Bakterie są niezbędnym ogniwem w obiegu materii w przyrodzie. Bio­rą udział w obiegu węgla, azotu, siarki, fosforu i innych pierwiastków. Szczególna uwagę war­to zwrócić na bakterie, które mają zdolność do wiązania azotu atmosferycznego w postaci amoniaku (NH3), dającego po rozpuszczeniu w wodzie dostępny dla roślin kation amono­wy (NH4+). Taką zdolność wykazują bakterie z rodzaju Rhizobium, wchodzące w symbiozę z niektórymi roślinami uprawnymi. Wymie­nione bakterie rozwijają się w brodawkach korzeniowych roślin motylkowych rosnących na glebach ubogich w azot. W zamian za do­starczany roślinie azot bakterie otrzymują or­ganiczne produkty fotosyntezy.

Bardzo duży udział mają bakterie w rozkładaniu szkodli­wych substancji produkowanych przez cywili­zację. Kolonie bakterii tworzące swego rodzaju filtr biologiczny są wykorzystywane w oczysz­czalniach ścieków. Istnieje także szczep bakterii, który żywi się olejem i jest stosowany w zwalczaniu wycieków ropy itp. W natu­ralnym środowisku bakterie wykorzystujące proces fotosyntezy do produkcji energii dostarczają znaczną część tlenu do atmosfery. Bakterie znajdujące się w przewodzie pokar­mowym zwierząt roślinożernych umożliwiają trawienie celulozy znajdującej się w źdźbłach trawy. Podobnie jelitowe bakterie termitów warunkują możliwość odżywiania się drew­nem. U innych zwierząt i u człowieka w prze­wodzie pokarmowym także spotyka się wiele bakterii zaangażowanych w rozkład nie stra­wionych substancji i dostarczających istotnych składników swoim gospodarzom. Synteza niezbędnej człowiekowi witaminy B12 zachodzi wyłącznie w świecie bakterii, również tych ży­jących w jelitach człowieka. Obecność bakterii na skórze i wewnątrz ciała człowieka zabez­piecza przed inwazją chorobotwórczych pa­togenów w mechanizmie konkurencyjnego zajmowania przestrzeni życiowej. Wyniszcze­nie saprofitycznej flory bakteryjnej w trakcie antybiotykoterapii może prowadzić do ta­kich powikłań jak rozwój flory grzybiczej czy chorobotwórczych bakterii w świetle jelita i w efekcie do biegunek.

W warunkach walki o  nisze ekologiczne bakterie wytworzyły sze­reg substancji, które w naturalny sposób elimi­nują konkurencyjne mikroorganizmy. Związki te to antybiotyki. Z punktu widzenia człowie­ka najważniejszą grupą bakterii pod względem produkcji antybiotyków są promieniowce, wy­twarzające między innymi streptomycynę i te­tracyklinę. Pewne bakterie wykorzystuje się do produkcji węglowodanu o nazwie dekstran, stanowiącego podstawę płynu krwiozastęp­czego. Od bardzo dawna biochemiczne umie­jętności bakterii wykorzystywano w procesach produkcji artykułów spożywczych np. serów, kefirów, jogurtów. Wszelkie procesy kiszenia (kapusty, ogórków, kiszonki dla zwierząt) tak­że opierają się na działalności bakterii fermentacyjnych. Z drugiej strony to właśnie bakterie powodują psucie się produktów spożywczych. Aby temu zapobiec stosuje się różne zabie­gi: pasteryzację, zamrażanie, solenie, słodze­nie czy dodawanie związków chemicznych hamujących rozwój bakterii. Bakterie wyko­rzystywane są także w przemyśle garbarskim, do produkcji papieru, w produkcji alternatyw­nych źródeł energii (produkcja metanu z obor­nika).

Wielkie znaczenie odgrywają bakterie w badaniach biologicznych, szczególnie in­żynierii genetycznej. Bakterie są źródłem enzymów restrykcyjnych, niezbędnych w inży­nierii genetycznej narzędzi służących do przecinania cząsteczek DNA. Z komórek żyjących w wysokich temperaturach uzyskano enzym umożliwiający powielanie w warunkach labo­ratoryjnych DNA w dowolnie dużych ilościach (metoda PCR – łańcuchowa reakcja polimerazy). Pałeczki jelitowe (Escherichia coli) wyko­rzystywane są do syntezy insuliny o składzie identycznym z ludzką. Stało się to możliwe dzięki wbudowaniu do DNA bakterii genów kodujących syntezę ludzkiej insuliny. Biliony bakterii Escherichia coli wzrastają na płynnym podłożu produkując insulinę, która następnie jest ekstrahowana i oczyszczana. Pozyskanie insuliny o identycznym składzie aminokwasowym z ludzką pozwoli zrezygnować ze stosowania insulin pochodzenia zwierzęcego (wołowe, wieprzowe), z których użyciem związane były takie działania niepożądane jak namnażanie przeciwciał wobec obcogatunkowej insuliny (zmniejszenie skuteczności, konieczność stosowania dużych dawek insuliny), czy rozwój lipodystrofii insulinowej (zanik tkanki podskórnej w miejscu podawania insuliny). Inna bakteria w naturze powodująca choroby roślin, wykorzystywana jest do przenoszenia genów z jednych roślin na inne w celu otrzymania nowych odmian, o korzystnych z punktu widzenia człowieka właściwościach.

Rola bakterii

Bakterie w środowisku:

Obieg pierwiastków:

  •  węgla(Chromatium, Chlorobium)
  •  azotu(Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter)
  •  siarki(Thiobacillus, Desulovirio)

Związki symbiotyczne z roślinami: (Rhizobium, Azotobacter, Azospirillum)

Bakterie w przemyśle i medycynie

Biotechnologia, udział w wytwarzaniu:

  • związków chemicznych (butanol, kwas octowy): Clostridium acetobutylicum, Enterobacter; Corynobacterium glutamicum
  • antybiotyków (Streptomyces)
  • ludzkich hormonów (insuliny, hormonu wzrostu): Escherichia coli
  • białek krwi (interferonu): Escherichia coli

Biologiczne niszczenie odpadów:

  •  farby, oleje (Pseudomonas)
  •  tekstylia
  •  beton
  • =>  (Thiobacillus)

Produkcja żywności:

  •  jogurty, sery (Lactobacillus vulgaricus, Streptococcus thermophilus)
  •  wina,
  •  kiełbasy,

Biopaliwa:

  •  wodór (bakterie fermentacyjne)
  •  metan (Methanobacterium)

Najpopularniejsze rodzaje bakterii

Anty – Enterobacteriaceae
E. coli, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis:

  • Cefalosporyny II, III i IV gen.
  • Penicylina/inhibitor (Augmentin, Tazocin)
  • Piperacylina (40% szczepów opornych)
  • Aminoglikozydy (Gentamycyna)
  • Chinolony
  • Kotrimoksazol

inne Enterobacteriaceae (Enterobacter, Citrobacter, Morganella, Providencia, Seratia)

  • oporne na: Cefalosporyny I, II gen., Ampicylinę i Amoksycylinę)
  • wrażliwe na: Cefalosporyny III i IV gen.
  • Piperacylina (60% szczepów opornych)
  • Aminoglikozydy (Gentamycyna i Amikacyna)
  • Chinolony
  • Tazocin
  • Karbapenemy

Streptococcus pyogenes gr. A (wg Lancefield)

  • lek z wyboru: nadal Penicylina
  • na Makrolidy wzrasta oporność (40% – Francja, Włochy)
  • W przypadku zakażeń inwazyjnych, gdzie istotną rolę odgrywają toksyny paciorkowcowe, powodujące:
  • zespół wstrząsu toksycznego
  • martwicze zapalenie powięzi
  • inne ciężkie zakażenia
  • wymagana jest równoczesna terapia Penicyliną i Klindamycyną, która hamuje syntezę toksyn paciorkowcowych !

Stenotrophomonas maltophilia

  • szeroko rozpowszechniony w środowisku szpitalnym
  • wywołuje zakażenia będące konsekwencją intensywnego leczenia infekcji Pseudomonas aeruginosa, gdyż jest oporny na większość antybiotyków aktywnych wobec Pseudomonas, w tym Karbapenemy.
  • zwykle jest wrażliwy na: Biseptol, Timentin.

Streptococcus pneumoniae

  • 50% zapalenia płuc, 10% zakażenia wewnątrzczaszkowe i opon mózgowo-rdzeniowych, do 10% chorzy z obniżoną odpornością np. po splenektomii, alkoholicy.
  • narasta oporność na Penicylinę (kilka % w Skandynawii, Holandii i Niemczech, do kilkudziesięciu w Hiszpanii, Rumunii i na Węgrzech)
  • w infekcjach układu oddechowego nawet szczepami średnio-wrażliwymi na Penicylinę – skuteczność jest możliwa – oczywiście stosujemy lek w maksymalnych dawkach
  • wrażliwość na Cefalosporyny jest bardzo dobra
  • w zakażeniu OUN sukces terapeutyczny samą Penicyliną jest mało prawdopodobny. W leczeniu empirycznym należy zastosować Penicylinę + Claforan (lepszy na Gram(+))
  • po uzyskaniu wyniku badania bakteriologicznego – modyfikujemy leczenie
  • jeśli szczep jest oporny na Penicylinę – w terapii stosujemy: Cefotaksym + Wankomycyna

Enterococcus spp.

  • Stanową florę fizjologiczną p. pokarmowego, pochwy i dróg żółciowych.
  • Nie wykazuje cech zjadliwości, ale jest przyczyną poważnych zakażeń szpitalnych.
  • Wzrost ich liczby wiąże się z szerokim stosowaniem Cefalosporyn i Aminoglikozydów.
  • Jest naturalnie oporny na:
  • β–laktamy
  • Klindamycynę
  • często na Aminoglikozydy w standardowych dawkach – HLAR

Enterococcus faecium
Oporny na Wankomycynę stanowi do 15% izolatów na oddziałach hematologicznych !
Powoduje:

  • infekcje dróg moczowych
  • zapalenie gruczołu krokowego
  • posocznice
  • bakteryjne zapalenie wsierdzia – 5-15% (zabiegi na otwartym sercu i osoby starsze, spoza środowiska szpitalnego, po zabiegach na drogach moczowo-płciowych)
  • infekcje w ranach chirurgicznych, stopach cukrzycowych itp.
  • W terapii stosujemy: bardzo wysokie dawki Ampicilliny (lub Piperacyliny) + Aminoglikozyd
  • Teikoplanina + Aminoglikozyd (E. faecium)
  • Synercid (E. faecium) i Linezolid – oporne na Wankomycynę.

Legionella pneumophila
pałeczki G(-) które kolonizują:

  • sieć wodociągową
  • wodne urządzenia kąpielowe
  • klimatyzatory
  • inhalatory
  • nawilżacze

na OIOMie są przyczyną ciężkich zapaleń płuc, przebiegających z zaburzeniami świadomości i dysfunkcją narządową
rozpoznanie na podstawie serologii lub wykrycia w moczu specyficznego antygenu.
leczenie z wyboru: Azytromycyna iv + Rifampicyna Erytromycyna iv + Rifampicyna

przykłady antybiotykoterapii empirycznej

  • Cefalosporyna III gen. + Metronidazol + Aminoglikozyd
  • Penicylina/inhibitor + Aminoglikozyd
  • β-laktam + β-laktam – nie wolno łączyć Cefalosporyn z Karbapenemami
  • β-laktam + Metronidazol lub Klindamycyna
  • β-laktam + Chinolon
  • w oddziałach o dużym prawdopodobieństwie występowania MRSA – rozważyć Wankomycynę
  • w zakażeniach pałeczkami niefermentujacymi – rozważyć Karbapenemy

antybiotykoterapia chorych gorączkujących z neutropenią

  • Tazocin + Amikin
  • Glikopeptyd + Tazocin + Amikin
  • Glikopeptyd + Ceftazydym
  • Karbapenem
  • Cefepim + Amikin
  • Cefepim lub Tazocin w monoterapii przy niskim ryzyku

terapia deeskalacyjna
bardzo szeroka, ale skuteczna w 97%

  • Vancomycini         2×1,0g
  • Imipenem         4×0,5g
  • Ciprofloksacini     2×0,4g iv

kontrola efektywności antybiotykoterapii

  • ocena wskaźników zakażenia
  • białka C – reaktywnego,
  • morfologii z rozmazem
  • prokalcytoniny
  • kontrola badań mikrobiologicznych:
  • z ewentualnego ogniska zakażenia
  • z krwi

Odwiedzający wpisali takie problemy:

enterococcus faecium objawy, stenotrophomonas maltophilia leczenie, stenotrophomonas maltophilia objawy, enterococcus spp w pochwie, enterococcus spp w moczu.

Tags: , , , , , , , , , , , , , , , , ,

Ostatnia edycja przez

Skomentuj jako pierwszy!

Dodaj komentarz