Penicillin og andre antibiotika har reddet utallige liv. Imidlertid ser alderen på disse mirakuløse medikamenter ud til at være slut. Dødsfald fra medicinresistente mikrober stiger fra de nuværende 700.000 om året til 10 millioner i 2025. Derefter vil de overgå kræft, hjertesygdom og diabetes med hensyn til deres skadelige virkninger.
I januar 2019 rapporterede Columbia University, at fire patienter på Irving Medical Center i New York led af en usædvanlig type E. coli. Mens denne nyhed stort set ikke blev bemærket af medierne, tiltrak den opmærksomheden fra eksperter på infektionssygdomme. E. coli er en forholdsvis almindelig bakterie og er ufarlig, hvis den findes i maven, hvor den normalt bor, men kan blive dødbringende på de forkerte steder, f.eks. I salat, i jordkød eller i vores kredsløb. I tilfælde af at antibiotika er hjælpeløse i kampen mod E. coli, dør halvdelen af patienterne inden for to uger.
Dette er grunden til, at Columbia University's rapport om E. coli forårsagede en sådan alarm. For nogle inficerede patienter ligger den sidste udvej til det antibiotiske colistin, et giftigt stof, der kan forårsage bivirkninger og skade nyrer og hjerne. E. coli rapporteret af Columbia University havde en mutation i MCR-1 genet, hvilket gav det den frygtelige egenskab ved at være immun mod colistin.
”Vi forsøger at finde et nyt antibiotikum, men vi kan ikke finde noget,” siger Erica Shenoy, vicechef for infektionsbekæmpelse ved Massachusetts General Hospital. "Vi kan få patienter med en smitsom sygdom, som vi ikke kan bekæmpe."
Siden 1942, da et vidunderligt eksperimentelt lægemiddel kaldet penicillin blev skyndt til Boston Hospital, hvor det reddede livet for 13 ofre for en shootout i natklub, har medicinske forskere opdaget mere end 100 nye antibiotika. Vi har brug for dem alle, men de er ikke længere nok. Og årsagen er ikke kun E. coli. Der er også arter af Staphylococcus, Enterobacteriaceae og Clostridium difficile, som har vist sig at modvirke antibiotika. En undersøgelse fandt, at dødsfald som følge af antibiotikaresistente sygdomme firedoblet sig mellem 2007 og 2015. For nylig blev en resistent, resistent version af svampen Candida auris opdaget på hospitaler i New York og Chicago.hvilket forårsagede døden for halvdelen af de inficerede patienter.
”De amerikanske centre for sygdomskontrol og -forebyggelse rapporterer, at to millioner mennesker om året i Amerika lider af bakterier eller svampe, der er resistente over for de vigtigste antibiotika, og at 23.000 mennesker dør af dem.”Og dette er sandsynligvis en betydelig undervurdering,” siger Karen Hoffmann, leder af Association for Professionals in Infection Control and Epidemiology. "Vi har ikke et godt system til at holde styr på organismer, der er resistente over flere stoffer, så vi kan ikke sige det med sikkerhed." Undersøgelser har vist, at de årlige udgifter til betjening af patienter med denne type sygdomme i det amerikanske sundhedsvæsenssystem overstiger 3 milliarder dollars.
Bakterier under mikroskop.
Tilsyneladende vil denne dystre tendens fortsætte. Eksperten fra Verdenssundhedsorganisationen siger, at verdensomspændende dødsfald fra medicinresistente mikrober vil stige fra de nuværende 700.000 om året til 10 millioner i 2025. På dette tidspunkt, da de er blevet den største dødsårsag for mennesker, vil de overgå kræft, hjertesygdom og diabetes i deres destruktive virkning. Inden antibiotika blev opdaget, kunne et lille snit, tandfald eller rutinekirurgi have forårsaget dødbringende bakterieforurening. Penicillin, "mirakelkuret" og andre antibiotika har reddet utallige liv i de senere år. Imidlertid ser alderen på disse mirakuløse medikamenter ud til at være slut.
Salgsfremmende video:
Forskere forsøger at identificere og isolere de bakterier, der allerede er resistente over for eksisterende lægemidler, i håb om, at store sygdomsudbrud kan undgås på denne måde. De forsøger at reducere brugen af antibiotika for at bremse fremkomsten af resistente bakterier. Men alt dette er for lidt, og det gøres for sent. En sådan strategi giver os kun mulighed for at få en vis tid. De ældste og svageste patienter på hospitaler er i øjeblikket den mest sårbare kategori, men risikoen af denne art spredes fortsat.”Vi ser sunde unge mennesker med urinvejsinfektioner eller hudinfektioner, og vi har ikke medicin til at behandle dem,” siger Helen Boucher.en specialist i smitsomme sygdomme ved Tufts Medical Center i Boston.”Vi kan sandsynligvis ikke være i stand til at udføre organtransplantationer, og vi vil ikke engang være i stand til at udføre rutinemæssige operationer som udskiftning af led. Dette bør være bekymrende for os alle."
Medicinske eksperter henter deres håb på helt nye strategier til behandling af infektionssygdomme. De leder efter nye måder at ødelægge bakterier på eksotiske steder - i vira, fiskeslime og endda på andre planeter. De udnytter udviklingen inden for genomik såvel som andre felter og tilbyder nye teknologier til at eliminere bakterier og begrænse deres spredning. Derudover undersøger de yderligere terapier på hospitaler og andre steder, hvor bakterier spreder sig, ved hjælp af mere holistiske strategier til bekæmpelse af bakterier i vores kroppe såvel som på vores hospitaler og lægekontorer.
Alternative muligheder synes lovende, men implementeringen er stadig langt væk. Det er endnu ikke klart, om vi vil være i stand til at udtænke nye midler, før superbugs, som zombiehæren ved portene, ødelægger vores forsvar.
”Vi er nødt til at investere enorme mængder penge i at udvikle andre tilgange,” siger Margaret Riley, en lægemiddelresistent bakteriespecialist ved University of Massachusetts. "Og det var nødvendigt at begynde at gøre dette for 15 år siden."
Nye kimjægere
En del af problemet med lægemiddelresistens er, at mikrober udvikler sig til nye arter i en alarmerende hastighed. Hvis det tager en person 15 år eller mere at kunne reproducere, reproducerer mikrober som E. coli hvert 20. minut. I løbet af flere år er de i stand til at gennemgå en periode med evolutionær udvikling, hvorimod det ville tage en person millioner af år, og sådanne ændringer inkluderer muligheden for at opnå sådanne genetiske egenskaber, der kan modstå virkningen af medikamenter. Personen, der tager antibiotika, er det perfekte laboratorium til produktion af medikamentresistente mikrober.”Forskning viserat når et nyt lægemiddel introduceres, dannes de første mikrober, der er resistente over for det inden for et år,”siger Shenoy fra Massachusetts General Hospital.
Og inden for det farmaceutiske område er der næsten intet, der erstatter antibiotika, som ikke længere virker på en passende måde på bakterier. Derudover tager det omkring 2 milliarder dollars og ca. 10 år at udvikle et nyt antibiotikum - med meget lidt håb om, at resultatet bliver et superlægemiddel, der retfærdiggør en sådan investering.”Tricket til at eje et nyt antibiotikum er at bruge det så mange gange og på så kort tid som muligt,” sagde Jonathan Zenilman, leder af afdelingen for infektionssygdomme ved Johns Hopkins University Bayview Medical Center i Baltimore. Johns Hopkins Bayview Medical Center). "Hvad kan tvinge en farmaceutisk virksomhed til at udvikle et lægemiddel til et sådant marked?" han spørger.
Medicinske forskere er i øjeblikket på udkig efter andre tilgange. En af dem er at involvere biologer, der er interesseret i at bruge evolutionsteori til bekæmpelse af bakterier. I 1990'erne under Rileys ledelse i Harvard og Yale begyndte forskning på, hvordan vira dræber bakterier og bakterier ødelægger hinanden. I 2000 spurgte en af hendes kolleger konstant, om hendes arbejde havde noget at gøre med menneskers sundhed.”Jeg har aldrig tænkt over det,” siger hun. "Men pludselig blev alt klart for mig, og jeg blev grebet af dette spørgsmål."
Siden da har Riley brugt to årtier på at forsøge at anvende en viruskrigsstrategi til at løse problemet med vedvarende infektionssygdomme hos mennesker. Vira kaldet fager, som i det væsentlige er en del af det genetiske materiale i en beskyttende proteinkonvolut, ødelægger bakteriecellevæggene og kaprer dets genetiske maskineri og omdanner dermed selve bakterien til en fabrik til produktion af flere vira. Riley studerer også, hvordan bakterier undertiden dræber andre bakterier i kampen for mad. Dermed skubber bakteriekolonien undertiden konkurrenter ud med et giftigt protein, de producerer kaldet bakteriociner.
Rileys mål er ikke kun at dræbe de skadelige bakterier, men også at beskytte de gavnlige. Af de ca. 400 billioner bakterier, der lever i hver eneste af vores kroppe, siger hun, er langt de fleste gunstige eller ufarlige, og kun 10.000 procent af dem er potentielt skadelige. Bredspektret antibiotika som penicillin, ciprofloxacin og tetracyclin, der er vidt brugt af læger, som instrueret af læger, kan ikke skelne mellem gode og dårlige bakterier - de ødelægger dem alle ubetinget. Som et resultat fremmer disse behandlinger ikke kun forekomsten af resistente bakterier, men skaber også problemer for patienten.
”Brug af antibiotika er som at droppe en brintbombe på en infektion,” siger Riley. "Du dræber 50% eller mere af den samlede bakterie i din krop, og som et resultat kan manglen på gode bakterier føre til fedme, depression, allergier og andre problemer." På den anden side er bakteriofager og bakteriocider teoretisk i stand til at ødelægge en koloni af infektiøse bakterier hos en patient, alt uden at skade normal flora eller skabe frugtbar jord til dannelse af resistente bakterier.
ImmuCell, et bioteknologisk selskab i Portland, Maine, har udviklet bakteriocin, der behandler køer for mastitis, en sygdom, der koster mejeriindustrien 2 milliarder dollars årligt. Riley sagde, at hendes laboratorium og andre som hende kan få bakteriofager og bakteriociner til at målrette enhver human mikrobiel kontaminering uden risikoen for øget resistens.”Dette er en stabil og holdbar destruktionsmekanisme, der optrådte for 2 milliarder år siden,” siger hun.
Flere kliniske forsøg med bakteriofagterapi er allerede blevet udført med succes i Polen, Georgien og Bangladesh. I Vesten gennemføres vellykkede forsøg med brugen af bakteriofager til behandling af bensår. Der er endnu ikke iværksat nogen forsøg på at behandle mere alvorlige sygdomme, men den vellykkede anvendelse af bakteriofager i behandlingen af en multi-medikamentresistent patient i Californien i 2017 i henhold til FDA's nødbestemmelser har ført til mere forskere i USA forsøger at udvikle bakteriocytteterapier. Nogle af dem i de næste par år kan komme videre i sådanne undersøgelser,inklusive til behandling af multimedicinresistent tuberkulose og andre lungeinfektioner hos patienter med cystisk fibrose, bemærker Riley. Forskning i brugen af bakteriofager ligger stadig langt bagefter. Den amerikanske regering har lovet 2 milliarder dollars til at udvikle sådanne alternative metoder, men ifølge Riley er "disse midler langt fra tilstrækkelige."
Kræfteksperter studerer aktivt medikamenter, der kan styrke immunforsvaret, og denne type immunterapi kan hjælpe en svækket patients krop med at bekæmpe resistente bakterier i hans krop. Det er lykkedes med forskere at producere humane antistoffer i køer og andre pattedyr, der kan injiceres i en patients krop. Brigham Hospital and Women's Hospital, der er tilknyttet Harvard University, Boston, og Women's Hospital, som et resultat af nødsituationer, rapporterede om indførelsen af en kombination af antistoffer og antibiotika for at redde en patient med en resistent infektion, men resultaterne af behandlingen er endnu ikke frigivet. Ellers kan vi sige, at der kun arbejdes lidt ved at bruge sådanne fremgangsmåder til behandling af inficerede patienter. Forskere forsøger også at udvikle vacciner mod resistente stafylokokkerinfektioner og andre resistente bakterier, men indtil videre handler det kun om forskning.”Denne form for antibiotikafri behandling er stadig i de tidlige stadier af forskning,” sagde David Banach, leder af infektionssygdomsbekæmpelse ved UConn Health Medical Center i Farmington, Connecticut. Men vi skal fortsat lede efter nye tilgange. "Leder af kontrol med infektionssygdomme ved UConn Health-medicinske center i Farmington, Connecticut "Men vi skal fortsat lede efter nye tilgange."Leder af kontrol med infektionssygdomme ved UConn Health-medicinske center i Farmington, Connecticut "Men vi skal fortsat lede efter nye tilgange."
I betragtning af den utrolige hastighed ved dette problem opstår spørgsmålet: hvorfor lovende løsninger er blevet testet så længe og forbliver utilgængelige så længe? Fordi der investeres lidt penge i denne udvikling, siger Bushehr fra Taft Medical Center. Staten bruger milliarder på forskning, men der er ingen private investeringer til at omdanne forskningsresultater til fremstillede lægemidler og enheder. Ifølge Busher har farmaceutiske selskaber ringe chance for at tjene penge på at producere medicin, som usandsynligt vil blive brugt af millioner af mennesker. Det er lige så usandsynligt, at prisen vil stige til titusinder af dollars pr. Dosis.”Denne økonomiske model fungerer ikke,” siger hun.
Bakteriehåndtering
Selvom antibiotika faktisk er mirakuløse medikamenter, skyldes vores nuværende problemer delvist det faktum, at medicinen har lagt for meget vægt på dem. Læger ordinerer dem for øreinfektioner, ondt i halsen og urinvejsinfektion. Kirurger bruger dem til at forhindre postoperative infektioner. Bakterier kan udvikle resistens, og antibiotika giver mening som en del af en holistisk tilgang til at kontrollere bakteriets spredning og til at behandle infektioner. Antibiotika mister langsomt deres effektivitet, hvorfor medicinske eksperter understreger behovet for omfattende strategier for at holde bakterier under kontrol.
Hurtigere identifikation og respons på nye sygdomsudbrud samt særlige forholdsregler ved målrettet brug af antibiotika hjælper med at bremse eller forhindre denne proces. Nye test under udvikling vil gøre det muligt for sundhedspersonale hurtigt og billigt at identificere generne for bakterier, der findes i eller i nærheden af en patient.”Vi er ikke i stand til at udføre molekylær forskning på alle patienter, der kommer til os. Det ville forsøge at finde en nål i en høstak, siger Shenoy.”Men hvis vi hurtigt kan udføre undersøgelser af højrisikopatienter, kan vi tage handling.” En sådan mulighed ville uden tvivl være en forbedring i forhold til standardteknikken for identifikation af bakteriesygdomme, der blev udviklet for 150 år siden.
Derudover fokuserer specialister på infektionssygdomme på at indeholde resistente bakterier, når de vises på hospitaler, snarere end at lade dem sprede sig til patienter. Cirka 5% af alle patienter på hospitaler i USA bliver inficeret med en nosokomial infektion - det vil sige direkte på selve hospitalet. Det er ikke svært at se, hvorfor dette sker. Hospitaler er en stor samling af syge mennesker med svækket immunsystem og forskellige sår og læsioner, der behandles med fingre og medicinske instrumenter, og derefter er disse fingre og instrumenter involveret i betjening af andre patienter.
En aldrende befolkning og nye procedurer gør hospitalspatienter endnu mere sårbare. Zenilman fra Johns Hopkins University Medical Center gennemførte en uformel undersøgelse og fandt, at mere end halvdelen af alle patienter havde en form for implantat, som er en almindelig kilde til infektion.”Patienter på hospitaler i dag er mere syge som en gruppe end nogensinde før,” bemærker han. "Forskning viser, at hospitaler i gennemsnit ikke griber ind i omkring halvdelen af tilfældene," siger Hoffman fra Association for Infection Control and Epidemiology Professionals. "Dette er vores største problem."
Hospitalerne begynder at ændre deres praksis. Mange bruger nu robotter i form af skraldespande til at desinficere vægge med ultraviolet lys (afdelingerne skal være tomme på dette tidspunkt, da sådan lys er skadeligt for mennesker). Ved Riverside Medical Center, syd for Chicago, desinficerer to robotter lavet af Xenex mere end 30 afdelinger om dagen.
Det ville være lettere at holde hospitalerne rene, hvis bakterier ikke var i stand til at klæbe til overflader såsom bordplader og tøj. Melissa Reynolds, en biomedicinsk ingeniør ved Colorado State University, udvikler materialer, der er resistente over for bakterier. Sundhedsvæsenets beklædning og andre materialer og overflader, der bruges på hospitaler, behøver ikke at desinficeres, så ofte hvis bakterier ikke ophobes. Bekæmpelse af bakterier er en tilfældig retning i Reynolds 'arbejde. Hun studerede, hvordan man undgår koagulation i de masker, som kirurger anvender for at holde en patients arterier åbne. Brugen af en speciel belægning i gitter, bestående af kobber nanokrystaller, ser ud til at væreforhindrer, at blodlegemer klæber til overfladen. Hun henledte også opmærksomheden på, at bakterier ikke er i stand til at klæbe til den nanokrystallinske coating. Og på et tidspunkt udbrød en af de studerende på hendes laboratorium”Eureka! Hvorfor ikke dyppe en bomuldsduk i en nanokrystallinsk opløsning, så bakterier ikke kan forblive på kluden? "”Derefter opdagede vi nogle nye materialer med antibiotiske egenskaber,” sagde Reynolds. "Det bragte os til en ny retning i vores arbejde."så bakterier ikke kan forblive på vævet? "”Derefter opdagede vi nogle nye materialer med antibiotiske egenskaber,” sagde Reynolds. "Det bragte os til en ny retning i vores arbejde."så bakterier ikke kan forblive på vævet? "”Derefter opdagede vi nogle nye materialer med antibiotiske egenskaber,” sagde Reynolds. "Det bragte os til en ny retning i vores arbejde."
Ideen om et relativt bakterieresistent væv har allerede bestået en række tests.”Gang efter gang udsatte vi det behandlede væv for alle mulige bakterier, og derefter kunne vi ikke finde nogen bakterier på det,” siger hun. "Vi forsøger stadig at finde ud af denne mekanisme, men vi ved, at denne metode er effektiv med en lang række bakterietyper." Det arbejder allerede med et stort firma inden for medicinsk udstyr for at bevise, at nanokrystaller kan integreres i en fremstillingsproces til en lille mængde ekstra omkostninger. Hun undersøger i øjeblikket måder at bruge disse krystaller i andre hospitalmaterialer, herunder rustfrit stål, maling og plast. Materialer, der behandles på denne måde, vil blive beskyttet mod bakterier i meget længere tid,end traditionelle hospitaloverflader behandlet med konventionelle desinfektionsmidler, bemærker hun.
Lasere er et andet potentielt bakteriebekæmpelsesværktøj. Mohamed Seleem fra Purdue University og hans kolleger forsøger at finde en måde at hurtigt identificere infektiøse bakterier i blodprøver ved at udsætte dem for laserstråler i forskellige farver. I processen fandt de, at visse medikamentresistente bakterier var i stand til at ændre deres farve fra guld til hvid inden for få sekunder efter at have været kort udsat for en blå laserstråle. Nogle af disse "fotoblegede" bakterier døde, mens andre var så svage, at de mistede deres evne til at modstå virkningen af konventionelle antibiotika. Det viste sig, at blåt lys angriber pigmenterne i bakteriens ydre membran.”Det fungerer kun på et bestemt pigment,” siger Selim."Derfor påvirkes ingen andre celler."
Selim og hans kolleger forsøger at finde måder at indstille farven på laseren til at målrette mod visse resistente bakterier. Hvis hans arbejde er vellykket, kan sundhedsmedarbejdere bruge lasere, der ikke er større end en konventionel lommelygte, til at ødelægge skadelige bakterier på en patients hud og desinficere lægerens kontorer. Strålen kan også bruges til at behandle huden og tøjet til sundhedsmedarbejdere selv for at forhindre dem i at sprede infektionen. Hans kolleger forbereder sig i øjeblikket på at gennemføre kliniske forsøg.
Selim mener også, at dette lys kan bruges til alvorlige og farlige resistente blodinfektioner. I dette tilfælde kan patienten forbindes til en hjerte-lungemaskine, og blodet kan behandles med en sådan stråle, når det passerer gennem maskinen.”Grundlæggende tager du patientens blod, steriliserer det og returnerer det til patienten,” siger han.
Sænk udviklingen af superbugs
Selvom medicinalindustrien stort set har forladt produktionen af antibiotika, håber forskerne stadig på at finde nye typer antibiotika. Den antibiotiske revolution startede i 1928, da Alexander Fleming vendte tilbage fra ferie til sit laboratorium i London og opdagede en mærkelig udseende form, der var dannet i en grøft, han forlod ved vinduet. Siden da har forskere forsøgt at undersøge hvert hjørne i naturen i håb om at finde nye dræberbakterier. Nye stoffer, der kan være dødbringende over for resistente bakterier - men ufarlige for mennesker - er nylige rapporter, der antyder insekter, alger, ungfisk slim, arsenrig mudder i Irland og endda Marsjord. En gruppe forskere fra Leiden University i Holland forsøger at skabe en kunstig bakterie i håb om, atat det på grundlag heraf er muligt at få et nyt antibiotikum.
Derudover forsøger læger at få mest muligt ud af eksisterende antibiotika ved at bremse fremkomsten af nye resistente arter. Dette kræver reduktion af overforbrug af antibiotika, hvilket giver superbugs et incitament til evolutionær udvikling. En sådan handling skal blive international, da resistente bakterier ofte rejser fra en del af verden til en anden.
Udviklingslande er især tilbøjelige til at opstå bakterielle trusler, som derefter rejser til De Forenede Stater, sagde Yukons Banak. Undersøgelser har fundet, at de fleste af verdens antibiotika allerede er distribueret over-the-counter af lokale apoteker, hvilket fører til en stigning på 65 procent i antibiotisk brug mellem 2000 og 2015. De resulterende resistente bakterier vandrer let rundt i verden i maven hos millioner rejsende.”Virkningen af overforbrug af antibiotika i disse lande og levevilkårene der og miljøet er befordrende for den verdensomspændende spredning af resistente organismer,” understreger han.
David H. Freedman