Bakterie rezistentní k antibiotikům dnes zabíjejí ve světě víc lidí než virus HIV a malárie dohromady. Vyplývá to z nové studie publikované předním lékařským časopisem The Lancet. Přímo na infekce rezistentními bakteriemi umírá ročně 1,27 milionu lidí. U dalších bezmála pěti milionů úmrtí nejsou bakterie rezistentní k antibiotikům jedinou příčinou úmrtí, ale významně k ní přispívají. Pro srovnání - na AIDS umírá ročně 860 000 lidí a na malárii 680 000.
Rezistentní bakterie jsou všude kolem nás. Vznikají spontánně v přírodě. Názorným příkladem jsou kmeny bakterie Staphylococcus aureus odolné k antibiotiku meticilinu. Ty vznikly dávno před tím, než se začal meticilin používat k léčení bakteriálních infekcí. Jak ukazuje nedávná studie publikovaná ve vědeckém časopise Nature, rezistentní stafylokoky zkráceně označované jako MRSA (methicilin-resistant Staphylococcus aureus), se vyvinuly u ježků.
Ti bývají nakaženi cizopasnou plísní Trichophyton erinacei, která vylučuje do okolí hned dvě látky se strukturou podobnou antibiotiku meticilinu. Bakterie Staphylococcus aureus na kůži nakažených ježků byly těmto látkám vystaveny a vyvinuly si k nim rezistenci.
Pro člověka to nic neznamenalo, dokud se nezačal užívat meticilin jako antibiotikum k léčbě bakterií rezistentních například k penicilinu. Pokud se „ježčí“ stafylokoky dostaly do organismu pacienta léčeného meticilinem, měly tam volné pole působnosti a mohly se dál množit. Následně už se šířily mezi lidmi.
Rezistentním bakteriím neutečeme, protože velkou většinu antibiotik si bereme z přírody a jejich molekuly pak už jen mírně obměňujeme. Léky získáváme od mikrobů, kteří je používají v konkurenčním boji s jinými mikroby. Mezi těmito mikroby běží neustálé „závody ve zbrojení“. Na látku s antibiotickým účinkem reagují konkurenti evolucí obranných mechanismů včetně genů zajišťujících rezistenci.
Ve vzorcích půdy odebraných před mnoha desetiletími tak najdeme bakterie, které už tenkrát vykazovaly rezistenci k látkám, které lidstvo začalo používat jako antibiotika teprve nedávno. A už dnes jsou kolem nás bakterie rezistentní k antibiotikům, která ještě nikdo neobjevil. Neznamená to, že proti šíření rezistentních bakterií nemůžeme nic dělat. Správné užívání antibiotik dokáže mnohé.
Rezistence bakterií komplikuje nejen léčbu infekcí, ale také vývoj nových léků. Náklady na vývoj jsou vysoké a životnost léků je díky rychlému nástupu rezistence krátká. Peníze investované do vývoje se farmaceutickým firmám nevracejí.
Když je antibiotikum nové, šetří si ho lékaři pro složitější případy. Když je staré, tak se přestává předepisovat, protože je proti němu řada bakterií rezistentní. Vývoj nových antibiotik tak nedrží krok s tempem, jakým přibývá rezistentních původců bakteriálních infekcí. Zvláště citelně chybí nová antibiotika působící na zcela jiných principech, než jaké využívají stávající léky. Otevřeně se proto hovoří o antibiotické krizi.
Viry proti bakteriím
Jedno z možných východisek z antibiotické krize nabízí návrat k léčbě pomocí bakteriofágů, která prožívala „zlaté časy“ v první polovině 20. století. U zrodu léčby pomocí bakteriofágů stál anglický bakteriolog Ernest Hanbury Hankin, kterého zaujal fakt, že během hinduistické obřadní pouti kumbh mela vstupují tisícové davy do řeky Gangy k obřadní koupeli. Hankina zajímalo, jak je možné, že davová očista nekončí epidemií cholery, tyfu a dalších infekčních chorob.
Indové to vysvětlují tak, že Ganga je posvátná a její voda očišťuje. Hankin zkoumal vzorky vody z posvátných řek Gangy a Jamuny v laboratoři a v roce 1896 zjistil, že říční voda z obou toků zabíjí nejrůznější choroboplodné bakterie. Příčinu úhynu mikrobů ale Hankin neodhalil. Zjistil však, že záhadný vrah bakterií musí být velmi malý, protože prochází i přes otvory filtrů, které bezpečně zachytí bakterie.
Dnes víme, že ve vodách Gangy se to jen hemží viry, které jsou s to bakterie zlikvidovat. O objev těchto virů se postaral ve dvacátých letech minulého století francouzský vědecký samouk Félixe d´Herelle. A právě on se stal průkopníkem léčby bakteriálních infekcí pomocí virů, pro něž vymyslel označení bakteriofágy. Volně ho lze přeložit jako „požírači bakterií“.
d´Herelle vylepšil systém izolace bakteriofágů a testoval jejich bezpečnost. Vyvinul nové léčebné postupy. Při rychle postupujících infekcích zaváděl infuzi roztoku s bakteriofágy pacientům přímo do žíly. V Egyptě použil kultury bakteriofágů pro prevenci moru mezi muslimy putujícími do Mekky. V Indii lil bakteriofágy do vody venkovských studní a potlačil tam hrozivou epidemii cholery.
Spolu s gruzínským bakteriologem Georgim Eliavou odjel d´Herelle počátkem 30. let minulého století do stalinského Sovětského svazu a v gruzínském Tbilisi začali vyvíjet další léčebné postupy založené na účinku bakteriofágů. Oba vědci se ale záhy dostali do konfliktu s šéfem stalinistické tajné policie a faktickým vládcem Gruzie Lavrentijem Berijou. A to byl konec. d´Herelle stačil ještě prchnout. Eliava byl zatčen a jako nepřítel státu popraven.
Později byl tbiliský mikrobiologický ústav pojmenován po Eliavovi a dál se v něm pracovalo na vývoji léků na bázi bakteriofágů. Hojně je využívala především armáda. Svět se ale mezitím obrátil k léčbě virovými „požírači bakterií“ zády.
Zdálo se, že objev penicilinu a dalších antibiotik otevírá neskonale jednodušší a spolehlivější cestu k likvidaci bakteriálních infekcí. Nějakou dobu to platilo. Dnešní antibiotická krize ale náhled na bakteriofágy od základu mění. Svědčí o tom zájem o spolupráci s vědci z tbiliského Eliavova ústavu z předních pracovišť celého světa.
Dva roky boje o záchranu zlomené nohy
O tom, že v dnešní antibiotické krizi přicházejí bakteriofágy opět ke slovu, svědčí případ popsaný mezinárodním týmem vědců pod vedením Jeana-Paula Pirnaye z bruselské Vojenské nemocnice královny Astrid. Součástí týmu byli i gruzínští experti z tbiliského Eliavova ústavu. Co bakteriofágy zvládnou, ukázali vědci v nové studii, kterou otiskl vědecký časopis Nature Communications.
Třicetiletá pacientka utrpěla komplikovanou zlomeninu nohy během teroristických bombových útoků v Bruselu v roce 2016. Podrobila se řadě operací, ale noha se jí nehojila, protože se do rány dostala bakterie Klebsiella pneumoniae rezistentní k širokému spektru antibiotik. Bezmála dva roky se lékaři snažili nohu vyléčit, ale rána byla stále plná hnisu.
Nakonec vyčerpali všechny tradiční možnosti léčby a rozhodli se pro nasazení bakteriofágů. Přiměl je k tomu i fakt, že klebsiela vytvářela v ráně tenké povlaky, tzv. biofilmy. Slizovité látky biofilmu vylučované do okolí bakteriemi brání průniku antibiotik a oslabují jejich účinky, i když samotná bakterie je k nim citlivá. Pro bakteriofágy nepředstavuje biofilm tak vážnou překážku. Dokážou ho narušit a tím otevřít cestu pro antibiotika.
Právě gruzínští virologové nakultivovali pro belgickou pacientku speciální várku bakteriofágů selektovaných tak, aby jim „chutnala“ Klebsiella pneumoniae. Lékaři odstranili z rány odumřelou tkáň a pak voperovali do zasaženého místa kousek kosti prosycené antibiotiky. Následujících šest dní pak vpouštěli do rány přes katetr roztok s bakteriofágy.
V polovině léčby virem byla nasazena nová antibiotika. Zlepšení se dostavilo už druhý den a pokračovalo. Po třech měsících se rána plně zahojila a lékaři mohli vysadit antibiotika. Dnes jezdí pacientka na kole, i když při chůzi si ještě musí někdy vypomáhat hůlkou. Po infekci vysoce rezistentní klebsielou však už není v jejím organismu ani stopy.
Případ vyléčené Belgičanky ukazuje, že otázka nestojí, zda jsou lepší antibiotika nebo bakteriofágy. Oba způsoby léčby lze s úspěchem kombinovat a využít tak jejich předností. Neustále se prohlubující antibiotickou krizi to zcela jistě nevyřeší. Může to ale přispět k jejímu zmírnění.
Titulní ilustrační foto: Ted Eytan, CC BY-SA 2.0
