Содержание

В РФ создадут антибиотик против золотистого стафилококка на основе бактерий жука-кожееда

04.02.2020

Ученые планируют к концу года установить точную химическую структуру антибиотика.

Ученые Центра компетенций НТИ на базе Института биоорганической химии (ИБХ) имени академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН разрабатывают антибиотик на основе бактерий жука-кожееда, который позволит бороться с устойчивой к существующим антибиотикам бактерией золотистого стафилококка. Об этом во вторник ТАСС сообщил Иван Смирнов, возглавляющий лабораторию высокопроизводительного скрининга биологических объектов.

Золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus) — бактерия, которая может вызывать ряд опасных заболеваний. В их числе — пневмония, менингит, эндокардит, сепсис и др. Она также способна быстро адаптироваться к антибиотикам, вырабатывая устойчивость (резистентность) к препаратам. Эксперты отмечают, что сроки между разработкой нового лекарства и выработки у бактерий устойчивости к ним сокращаются с каждым годом, что делает исследования в этой области особенно актуальными.

«Жук-кожеед питается органическими останками теплокровных, находящихся на разных стадиях разложения. Таким образом он вынужденно сталкивается с различными бактериями, которые присутствуют в этих гниющих останках. Мы полагаем, что насекомое имеет симбиотическую микробиоту, которая позволяет ему бороться с патогенными бактериями. Препараты, которые будут разработаны на основе бактерий, защищающих иммунитет жука, могут применяться для борьбы с золотистым стафилококком — бактерией, способной вырабатывать устойчивость к антибиотикам», — сказал ученый.

Жук-кожеед (Dermestes maculatus) — также выступает опасным вредителем, повреждающим кожевенное сырье, меха и продукты питания. В некоторых музеях жука используют для очистки костей от мягких тканей.

«К концу 2020 года мы планируем установить точную химическую структуру антибиотика и определить его биологическую мишень. На основании этих знаний возможна направленная химическая модификация антибиотика с целью усиления его антибиотических свойств или снижения риска образования резистентности к нему»,

 — сказал собеседник агентства.

Антибиотики из пасти медведя

Ранее ученые ИБХ РАН разработали технологию изучения бактериальной и грибковой среды живых организмов, позволяющую изучать свойства отдельных клеток за счет их «упаковки» в отдельные капли водно-жировой эмульсии. Изучив при помощи нового метода бактериальную среду в пасти бурого медведя, они обнаружили антибиотик амикумацин, эффективно подавлявший рост бактерий золотистого стафилококка.

Авторы научной работы изучили механизмы биосинтеза вещества и спектр его активности, подтвердив потенциал амикумацина в качестве эффективного убийцы антибиотикорезистентных бактерий. Сейчас в ИБХ работают над повышением эффективности вещества.

«Мы завершаем работу над аналогом амикумацина, который был получен в результате разработки нового способа его биосинтеза. Технология позволяет модифицировать структуру вещества, что позволит повысить ее эффективность в будущем», — пояснил Смирнов.

НТИ

Центр компетенций НТИ ИБХ РАН является одним из 14 центров компетенций Национальной технологической инициативы, занимается вопросами развития биотехнологий. Каждый из центров объединяет университеты, исследовательские центры и инновационные предприятия для создания сквозных технологий, которые будут востребованы на новых глобальных рынках через 15–20 лет. Оператором проекта создания Центров компетенций НТИ является Российская венчурная компания (РВК).

Источник: ТАСС

Здоровье: Наука и техника: Lenta.ru

Ученые Австралии и США создали препарат против опасного золотистого стафилококка

Эффективность антибиотиков против опасных бактерий, устойчивых к лечению, можно повысить с помощью хемоаттрактантов — молекул, которые привлекают иммунные клетки к борьбе против инфекции. Это выяснили ученые из Университета Монаша (Австралия) и Гарвардского университета (США), которые создали новый иммунотерапевтический препарат для борьбы с золотистым стафилококком. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Во всем мире обостряется ситуация с резистентными к антибиотикам микробами. Особую опасность представляют собой MRSA — золотистые стафилококки (Staphylococcus aureus), устойчивые к метициллину. Среди всех стафилококковых инфекций кровотока MRSA составляет 37 процентов и чаще приводит к смерти. Эти бактерии также способны выделять вещества, позволяющие им уклоняться от иммунной системы зараженного организма, в том числе нейтрофилов — клеток, обезвреживающих патогенные микробы.

Материалы по теме:

Обычно для привлечения нейтрофилов к месту инфекции организм использует хемоаттрактанты, однако их часто бывает недостаточно. Чтобы решить эту проблему, ученые связали хемоаттрактант формилпептид (fPeps) с антибиотиком ванкомицином, получив иммунотерапевтический препарат для лечения стафилококковой инфекции. Ванкомицин прикреплялся к стенке бактерий, а fPeps создавал градиент хемоаттрактанта, окружающий клетки S. aureus. Тем самым к бактериям было привлечено больше нейтрофилов, что усилило фагоцитоз — поглощение микроба иммунной клеткой.

Антибиотики-хемоаттрактанты были протестированы на мышиной модели пневмонии, вызванной MRSA. Через час после заражения грызунам вводился препарат в дозе 0,2 миллиграмма на особь, что в пять раз меньше, чем эквивалентная доза ванкомицина для человека. Это привело к двукратному снижению бактериальной нагрузки в легких по сравнению с мышами, которым вводился антибиотик без хемоаттрактанта. Препарат не позволил воспалению распространиться на бронхи и просветы бронхиол.

По словам авторов работы, антибиотики-хемоаттрактанты продемонстрировали потенциал для «омоложения» существующих антибиотиков, от которых приходится отказываться в пользу более эффективных препаратов. Это совершенно новый тип терапии, направленный против резистентных бактерий. В настоящее время ученые ищут партнеров для продолжения клинических испытаний. Патент на иммунотерапевтический препарат принадлежит Университету Монаша.

Ученые КФУ нашли «усилитель» антибиотиков | Медиа портал

Ученые Института фундаментальной медицины и биологии Казанского федерального университета выяснили, что метаболиты стафилококка подавляют жизнеспособность синегнойной палочки и повышают эффективность антибиотиков. Проект выполняется в рамках гранта Российского научного фонда.

«Большинство инфекционных заболеваний человека и животных так или иначе связаны с образованием биопленок – микробных консорциумов, погруженных в выделяемый ими высокомолекулярный матрикс, состоящий из белков, нуклеотидов и полисахаридов и обуславливающий чрезвычайную устойчивость бактерий к неблагоприятным факторам, включая антибиотики и иммунную систему организма. Существование патогенных бактерий в составе биопленки в разы снижает эффективность антимикробной терапии и значительно замедляет процесс заживления ран», — ввел в курс дела доцент кафедры генетики Института фундаментальной медицины и биологии, доктор биологических наук 

Айрат Каюмов.

Ученый также пояснил, что причиной многих инфекционных процессов является не один какой-либо микроорганизм, а их консорциум, в том числе с  теми микроорганизмами, которые являются «нормальной» микрофлорой человека, в результате чего образуются смешанные биопленки на тканях и поверхностях имплантированных устройств.

«В смешанных биопленках между бактериями наблюдаются синергетические и мутуалистические взаимодействия, вследствие чего лечение смешанных инфекций происходит значительно сложнее и дольше. Например, биопленки золотистого стафилококка и синегнойной палочки (S.aureus — P.aeruginosa) очень плохо поддаются лечению, а в случае муковисцидоза часто приводят к летальному исходу», — отметил он.

По словам Айрата Рашитовича, взаимодействия между бактериями в составе смешанной биопленки значительно изменяют чувствительность микробного консорциума к антибиотикам и должны приниматься во внимание при разработке стратегий лечения смешанных инфекций.

«Мы показали, что S.aureus способен формировать клеточные конгломераты в матриксе биопленки P.aeruginosa, что является одной из причин его низкой восприимчивости к антимикробным препаратам при смешанных инфекциях, вероятно, за счет протекторных свойств матрикса биопленки псевдомонады», — сообщил биолог.

При этом ученым КФУ удалось выяснить, что эффективность антибиотиков широкого спектра действия, которые активны как против S.aureus, так и против P.aeruginosa, в десять и более раз возрастает против смешанного сообщества.

«Когда мы воздействовали такими антибиотиками, как ципрофлоксацин и гентамицин, на монокультуры, то все бактерии в их составе были нечувствительны к этим медицинским препаратам, однако в смешанной культуре большинство клеток погибало. Мы доказали, что внесение  бесклеточной культуральной жидкости стафилококка приводит к повышению эффективности антибиотиков против синегнойной палочки. По всей видимости, стафилококк продуцирует какие-то метаболиты, которые усиливают действие антибиотиков», — рассказал Айрат Каюмов.

В данное время  исследовательская группа работает над решением задачи по идентификации метаболитов и оценке  возможности использования их в качестве «усилителей» антибиотиков.

«В 2018 году учеными Калифорнийского университета из Сан-Диего было показано, что внесение негемолитических стафилококков может быть успешно использовано для лечения атопического дерматита. Мы также показали, что внесение стафилококка или его бесклеточной культуральной жидкости к сформированной биопленке псевдомонады способствует значительному снижению жизнеспособности бактерий», — отметил исследователь.

Ученые ИФМиБ надеются, что полученные ими научные данные помогут в будущем повысить эффективность противомикробного лечения ран, инфицированных нозокомиальными патогенами, путем трансплантации жилой микрофлоры кожи.

Узнаем как ие принимать антибиотики при стафилококке?

В статье рассмотрим антибиотики, убивающие стафилококк.

Стафилококк является патогенной грамположительной бактерией, имеющей шарообразную форму. Около тридцати пяти процентов населения являются постоянными носителями этой неприятной бациллы. Патогенные стафилококки могут вызывать широкий диапазон заболеваний, начиная от легкой кожной инфекции, заканчивая серьезными заболеваниями с осложнениями и большим процентом летальности. Воспалительные процессы поражают сердечную, сосудистую, покровную, пищеварительную и нервную системы. В науке выделяют около двух десятков штаммов стафилококка, каждый из них отличается определенной патогенетической активностью и степенью агрессивности.

Виды стафилококка

Для медицины большой интерес представляют три следующие разновидности стафилококка:

  • Эпидермальный вид является частью нормальной микрофлоры кожи. Болезнетворные бактерии в особенности опасны для людей, у которых снижена иммунологическая реактивность, а, кроме того, для новорожденных и онкологических пациентов.
  • Золотистый вид стафилококка зачастую локализуется на коже. Также его можно обнаружить на слизистой оболочке верхних органов дыхания. Лечение антибиотиками золотистого стафилококка может быть очень длительным процессом.
  • Стафилококк сапрофитный концентрируется в районе мочеиспускательного канала, становясь основной причиной появления цистита.

Особенности антимикробного лечения при наличии стафилококка

Зачем назначают антибиотики при стафилококке?

Они являются сильнодействующими медицинскими препаратами, которые купируют развитие инфекции в человеческом организме, но они обладают множеством побочных эффектов. Прежде чем прибегать к подобному методу лечения требуется оценить возможный риск и в обязательном порядке проконсультироваться у специалиста.

Применение антибиотиков при стафилококке является целесообразным в том случае, если инфекция успела распространиться по всему организму и проникла в кровоток. Еще одной объективной причиной в пользу подобной терапии выступает иммунодефицит, на фоне которого выпадает какой-то компонент иммунного аппарата и происходит сбой способности организма к проявлению защитных и иммунологических функций в отношении возбудителя инфекционных патологий.

На вопрос, какой антибиотик убивает стафилококк гарантированно, попросту невозможно предоставить однозначного ответа. Даже сильные антибиотические лекарства не дают гарантии стопроцентного избавления человека от стафилококка и благоприятствуют лишь временному улучшению.

При терапии гнойного некротического воспаления волосяных фолликул рецидивы могут возникать у половины больных. Причем повторная терапия должна осуществляться другими медикаментами, потому что гноеродные бактерии отличаются антибиотикорезистентностью. В подобных случаях врачами-инфекционистами прописывается уже комбинация препаратов.

В последние десятилетия патогенные разновидности стафилококков мутируют и стали отличаться повышенной устойчивостью по отношению к антибиотикам. К примеру, золотистый стафилококк может расщеплять бета-лактамный антибиотик с помощью своего особого фермента под названием пенициллиназа. В рамках избавлении от этого типа возбудителя неплохо зарекомендовали себя полусинтетические пенициллины наряду с цефалоспоринами второго и третьего поколения.

Основным недостатком антибиотиков при стафилококке выступает их неизбирательность. После продолжительного курса терапии нарушается количественный и качественный состав кишечной микрофлоры, что ведет к развитию у человека дисбактериоза. Антибиотики могут уничтожать полезные микроорганизмы, способствующие усвоению белков, микроэлементов и витаминов, а, кроме того, перевариванию пищи. Ими обеспечивается липидный обмен, и нейтрализуются гнилостные бактерии с токсинами. Далее выясним, в каких случаях врачами выписываются антибиотики для борьбы со стафилококком.

Когда врачи прописывают антибиотики?

Лечащий врач может прописывать антибиотики от стафилококка при следующих недугах:

  • Для лечения пиелонефрита, являющегося воспалительным процессом бактериального генеза, который возникает в почках.
  • При стафилококковой пневмонии, являющейся тяжелым воспалением легочной ткани, при которой очень высока вероятность появления сепсиса.
  • При эндокардите, то есть на фоне воспаления перикарда (располагается в районе внутренней оболочки сердца). Эндокардит отличается инфекционной этиологией. Заболеванию свойственна ярко выраженная симптоматика, проявляющаяся лихорадкой, затрудненным дыханием, общей слабостью и болью в районе грудной клетки.
  • При развитии миокардита, являющегося воспалительным процессом в сердечной мышце, зачастую эта патология связана с воздействием бактериального агента.

Когда еще требуется назначать антибиотики при стафилококке?

  • При остеомиелите, являющимся гнойным некротическим процессом, поражающим костную ткань.
  • На фоне сепсиса, то есть при генерализированном заболевании, при наличии которого локальные инфекционные процессы становятся причиной тотального заражения человеческого организма.
  • При отитах, то есть при наличии воспалительных процессов, отличающихся преимущественно бактериальной природой, которые локализуются в наружном, внутреннем или среднем ухе.
  • При тонзиллитах, выступающих инфекционным и воспалительным поражением элементов глоточного кольца.

Антибиотики от стафилококка

Пенициллины наряду с цефалоспоринами и фторхинолонами являются основными препаратами, используемыми в лечении стафилококковых инфекций.

Сложность состоит в том, что в природе есть золотистый метициллиновый резистентный стафилококк, который вызывает тяжелые и трудно поддающиеся терапии заболевания, к примеру, речь идет о сепсисе и пневмонии. Микробиологи называют этот стафилококк золотистым, отличающимся лекарственной множественной устойчивостью. Этот тип стафилококка может приспосабливаться к выживанию при лечении «Диклоксациллином», «Метициллином» и «Оксациллином».

На самом деле, медицинское сообщество обеспокоенно тем, что ежегодно количество резистентных штаммов быстро увеличивается на десять процентов в среднем. Эти данные были установлены в процессе научных исследований, которые проводились в США. При попадании в человеческий организм метициллинового резистентного стафилококка, риски наступления летального исхода резко возрастают. Правда, даже современные лекарственные препараты, относящиеся к последнему поколению не гарантируют абсолютной эрадикации патогенных микроорганизмов.

Теперь подробно рассмотрим антибиотики, которые принимаются при стафилококке.

«Кларитромицин»

Этот антибиотик является полусинтетическим макролидом широкого спектра воздействия. Он вполне устойчив к повышенной кислотности и обладает неплохими фармакологическими свойствами. К примеру, устойчивость «Кларитромицина» к воздействию соляной кислоты почти в сто раз выше по сравнению с «Эритромицином», который выступает первым антибиотиком, который положил начало группе макролидов. Препарат «Кларитромицин» может нарушать синтез белка патогенного микроскопического организма и попадает внутрь, быстро разрушая его ядро.

Данное лекарственное средство используется в лечении пиодермии и при наличии воспалительных патологий верхних дыхательных путей, а именно при развитии ринита, ларингита, аденоидита и так далее. В периоды лактации и на последнем сроке при беременности данный антибиотик принимать нежелательно. Терапию сильнодействующими антибиотиками золотистого стафилококка проводят только в тех случаях, если польза для будущей матери превышает потенциальные риски для плода.

Препарат «Азитромицин»

Это средство является антибактериальным препаратом широкого спектра воздействия, относящимся к азалидам. Лекарство «Азитромицин» активно применяют в терапии отоларингологических патологий. Оно может подавлять синтез белка, приостанавливая рост с размножением болезнетворных микроскопических организмов. Допускается его прием при беременности, но лишь под строгим присмотром врача. Лечение стафилококка с помощью «Азитромицина» в периоды грудного вскармливания является недопустимым.

Еще какой антибиотик от стафилококка помогает?

Препарат «Ванкомицин»

Это средство является трициклическим антибиотиком из категории гликопептидов, идеально подходящим для проведения антимикробного лечения против золотистого стафилококка. Этот медицинский препарат практически не подвергается метаболизму в организме человека. Лекарственное средство под названием «Ванкомицин» является агрессивным по отношению к множеству резистентных штаммов, а его бактерицидное воздействие обусловлено процессом ингибирования биосинтеза клеточных стенок патогенных микроорганизмов. Это средство противопоказано вначале беременности. На позднем сроке принимают его исключительно по витальным показаниям.

Лечение стафилококка антибиотиками должно проводиться под контролем врача.

Лекарство «Амоксициллин»

Это средство является полусинтетическим лекарством широкого спектра воздействия, относящимся к пенициллинам. Кислоту, которая входит в его состав, как правило, получают из культуры плесневого грибка. Данное органическое соединение отличается весьма высокой активностью в отношении стафилококка. Зачастую препарат «Амоксициллин» назначается в качестве профилактики. Его употребление позволяет пациентам избежать послеоперационного осложнения. Показатель биологической доступности у рассматриваемого лекарственного вещества намного выше по сравнению с большинством аналогов. Этот антибиотик быстро проникает сквозь плацентарный барьер, выделяясь с материнским молоком в малых количествах.

Его не рекомендуют применять лицам, которые не достигли восемнадцати, и тем, у кого имеются те или иные патологии печени. Не рекомендуют применять это медицинское средство и тем пациентам, которые страдают инфекционным мононуклеозом. Не подходит оно и в периоды рецидива носительства заболевания Эпштейн-Барра и при наличии цитомегаловирусной инфекций. Помимо всего прочего, его не стоит употреблять при недостаточности почек, а, кроме того, тем больным, которые страдают непереносимостью бета-лактамов. Также следует иметь в виду, что данное лекарственное средство несовместимо с алкоголем.

Какие антибиотики от золотистого стафилококка самые эффективные?

Препарат «Линкомицин»

Препарат «Линкомицин» является антибактериальным средством из группы линкозамидов, воздействие которого напрямую зависит от концентрации. Например, в малом дозировании это лекарство воздействует бактериостатическим образом (то есть оно подавляет процессы размножения патогенных микроскопических организмов), а в больших может оказывать уже бактерицидное воздействие (вызывая гибель паразитов).

Лекарственное средство «Линкомицин» является белым горьковатым на вкус порошком, который прекрасно растворяется в воде. Этот антибиотик прописывается пациентам при гнойном воспалении тканей, к примеру, при флегмоне и абсцессах, а, кроме того, при остеомиелите. Нельзя применять его при беременности и лактации.

Гидрохлорид линкомицина (то есть раствор, предназначенный для парентерального ввода) абсолютно противопоказан детям до одного месяца жизни. Пероральный формат препарата (капсулы) не назначают пациентам, которые младше шести лет.

Лекарственный препарат «Ципрофлоксацин»

Еще один антибиотик против золотистого стафилококка «Ципрофлоксацин» является средством широкого спектра воздействия из группы фторхинолонов, относящихся ко второму поколению. Этот препарат считается весьма эффективным представителем данной серии медицинских средств. Лекарство «Ципрофлоксацин» активно применяется в клинической практике. Данный антибиотик выпускают в формате мази, он прописывается при стафилококковом поражении глаз. «Ципрофлоксацин» пациентам назначают в рамках послеоперационной реабилитации. Противопоказано данное средство беременным и кормящим женщинам, а, кроме того, пациентам до восемнадцати. У детей это лекарство может вызывать дистрофическое поражение суставов.

Препарат «Фуразолидон»

Данный антибиотик, лечащий стафилококк, относится к группе нитрофуранов, может оказывать противомикробное воздействие. Активно лекарство против золотистого стафилококка, размножающегося в пищеварительной системе. В рамках перорального введения «Фуразолидон» может отличаться хорошей абсорбцией. К данному препарату чувствительны грамположительные бактерии. В роли противопоказаний для применения выступают беременность, вскармливание и возраст пациентов до одного года.

Антибиотики от золотистого стафилококка можно приобрести в любой аптеке.

Лекарство «Нифуроксазид»

Этот противомикробный препарат также отличается широким спектром воздействия. Средство «Нифуроксазид» показано при инфекции, возникающей в кишечнике. Рассматриваемый антибиотик служит производным «Нитрофурана». Данное вещество является кристаллическим желтым порошок, который практически не растворяется в воде. При употреблении внутрь он почти не абсорбируется. Противопоказанием является возраст ребенка менее двух месяцев, наряду с недоношенностью. Во время вынашивания данный препарат рекомендуют принимать с особой осторожностью и только под наблюдением лечащего врача.

Лекарство «Тетрациклин»

Один из самых популярных антибиотиков от стафилококков и стрептококков.

Этот бактериостатический антибиотик из категории тетрациклинов является активным по отношению к множеству различных штаммов. Его широко используют в сфере стоматологии и офтальмологии. Препарат «Тетрациклин» выпускается в формате таблеток и мази. Антимикробное лечение этим препаратом подразумевает абсолютный отказ от употребления молочной пищи, так как они воздействуют на его всасываемость. Лекарство «Тетрациклин» противопоказано детям до восьмилетнего возраста, беременным и людям, страдающим нарушениями функций печени.

Найти лучший антибиотик от стафилококка можно только практическим путем.

Клинические исследование Staphylococcal Infections: Ceftriaxone, Обычные антибиотики (клоксациллин, цефазолин, даптомицин) — Реестр клинических исследований

Подробное описание

Применение цефтриаксона при глубоких стафилококковых инфекциях, требующих длительного внутривенного введения лечение — это практика, которая уже развилась как на местном, так и на глобальном уровне, несмотря на отсутствие качественных клинических данных. Ретроспективные исследования, подтверждающие использование цефтриаксон по этому показанию, включая те, которые в настоящее время информируют об инфекционных заболеваниях Руководящие принципы Общества Америки (IDSA) единогласно соглашаются с тем, что проспективные рандомизированные данные срочно требуется. Наше исследование является следующим естественным шагом в исследовательском процессе и в значительной степени добавить к совокупности фактических данных, информирующих об этой практике, восполнив текущие пробелы в знаниях. На клинический уровень, демонстрирующий не меньшую эффективность цефтриаксона, позволит использовать его в популяция пациентов, которые в настоящее время не имеют права на амбулаторное лечение антибиотиками или в случаях где в настоящее время используются более широкие и дорогие агенты. Это способствовало бы более быстрому выписки из больницы, ведут к существенной экономии средств и оказывают значительное влияние на антимикробное управление. Самое главное, это улучшит качество жизни пациентов.

позволяя лечить их дома в случаях, когда многодозовое домашнее внутривенное введение является преграда разрядке. В этом исследовании будет рассмотрена необходимость поддержки и согласования текущих практику в Island Health, повысить уровень доказательности в текущих руководствах и улучшить уход за пациентами как на местном, так и на глобальном уровне. Это проспективное, рандомизированное, контролируемое, неслепое исследование с прагматичным дизайном. То цель состоит в том, чтобы оценить, не уступает ли вмешательство стандартной терапии в достижении первичный исход. Пациенты будут набраны из стационарных популяций и пациентов, прошедших лечение через амбулаторную клинику антибиотикотерапии, которые имеют право на дальнейшее внутривенное лечение через домашнюю программу внутривенной терапии. Пациенты, соответствующие критериям включения, как описано будет предложено принять участие и получено информированное согласие. После получения информированного согласия пациенты будут рандомизированы для получения цефтриаксона или стандартной терапии (клоксациллин, цефазолин, даптомицин) по назначению лечащего врача-инфекциониста.
Пациенты будут иметь глубокие инфекции, такие как: — Остеомиелит — Нативный суставной септический артрит — Септический артрит протезов суставов — Инфекция центральной нервной системы — Инфекция глубоких тканей — Инфекция диабетической стопы Будет подтверждено, что инфекции были вызваны чувствительными к метициллину стафилококками. aureus или коагулазонегативных стафилококков посредством микробиологического тестирования. Тестирование на чувствительность гарантирует, что изолят чувствителен к исследуемому лекарственному средству и в хотя бы один из стандартных методов лечения. После того, как пациент будет рандомизирован, все остальные аспекты ухода будут следовать обычной домашней внутривенной терапии. политики и процедуры. Ни пациент, ни клиническая команда не будут слепы к исследуемый препарат, который получает пациент. Продолжительность лечения определяется лечащим врачом врача-инфекциониста на основе места заражения и имеющихся руководств. Исходные данные будут собраны исследовательской группой во время рандомизации. Пациент будет наблюдаться в обычном порядке врачом-инфекционистом. Данные будут собираться стандартизированным способом в заранее установленном конце приема антибиотиков. терапия. Клиническое излечение (первичный исход) будет определяться на основании этих данных. Частота нежелательных явлений будет собираться в течение всего периода исследования. В шесть месяцев после рандомизации исследовательская группа будет оценивать любые маркеры неэффективности лечения (см. вторичные результаты). План статистического анализа предварительно указывается в протоколе и будет помощь сотрудников биостатистики Университета Виктории. Конкретная информация о защита конфиденциальности пациента и целостности данных изложена в протоколе исследования. Утверждение этики было предоставлено Советом по этике клинических исследований на острове Ванкувер. Управление здравоохранения.

Борьба за выживание. Погибнет ли человечество из-за устойчивости к антибиотикам

Три года назад Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) объявила, что человечество может остаться без эффективных лекарств против инфекций и погрузиться в постантибиотическую эпоху. Иными словами, любая хирургическая операция, включая кесарево сечение, пустяковая царапина с попавшей инфекцией, воспаление легких или туберкулез, скорее всего, приведут к смерти. Лечение же нелетальных бактериальных болезней станет затяжным и мучительным. Даже случаи заболевания бубонной чумой в США в августе 2017 года, которые выглядят просто страшилками в изложении желтой прессы, могут обернуться ужасной мировой эпидемией в мире без антибиотиков.

Эпидемия чумы в 1665 году забрала каждого четвертого жителя Лондона — повторится ли это в мире без антибиотиков? Сейчас уже появилась устойчивость к самым часто используемым препаратам, и даже антибиотики последнего поколения перестают работать. Кроме тог

Мультирезистентный золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus, MRSA) — одна из главных угроз человечества. Он с трудом поддается лечению, угрожает жизни человека и может привести к сепсису, пневмонии и инфекциям кровотока. Согласно статистике, от MRSA ежегодно умирают более 18 000 человек, заражается же им в пять раз больше (только инвазивно, при операциях). Более того, почти 9 из 10 заражений устойчивым золотистым стафилококком происходит в больницах, когда пациент лечится от другой болезни.

Получается, что прибывая на лечение в госпиталь, уже сейчас пациенты могут быть заражены этим смертельно опасным микроорганизмом. Вероятность такого события пока низка, но далее будет пояснено почему ситуация будет только ухудшаться. Поэтому антибиотикорезистентность (АБР) требует немедленных действий со стороны здравоохранительных организаций и широкой общественности, и в этом году Всемирная неделя правильного использования антибиотиков, объявленная ВОЗ, прошла 13–19 ноября.

Реклама на Forbes

Всемирная неделя правильного использования антибиотиков в 2017 году приходится на 13–19 ноября. 

По последним данным ВОЗ, три пункта в списке 10 ведущих причин смертности в мире занимают бактериальные инфекции или болезни, ими опосредованные (респираторные инфекции нижних дыхательных путей, диарейные болезни и туберкулез). И от них умирает каждый десятый человек в мире.

Глобальную ежегодную смертность от самых распространенных лекарственно-устойчивых штаммов инфекций оценивают минимум в 700 000 человек. Если ситуация не изменится, 100 млн человек к 2030 году умрут преждевременно, а через 35 лет эта цифра достигнет 300 млн. Мировая ежегодная смертность из-за АБР достигнет к 2050 году 10 млн.

Мировая смертность к 2050 году по расчетам британского исследования Review on Antimicrobial Resistance: от АБР будет умирать больше людей, чем от рака и диабета вместе взятых.·Review on Antimicrobial Resistance

«Если мы не сможем никак на это повлиять, то мы сталкиваемся с почти немыслимым сценарием, в котором антибиотики перестают работать, а мы возвращаемся в темные века медицины», — прокомментировал ситуацию Дэвид Кэмерон, бывший премьер-министр Великобритании.

От первых открытий до наших дней

Тысячелетиями человечество боролось с микроорганизмами. Первый антибиотик — пенициллин — открыл британец Александр Флеминг в 1928 году. Широко использовать в клинике эту группу лекарств стали лишь в 40-х годах. Следующие два десятилетия считаются золотой эрой антибиотиков, но постепенно темп открытий сошел на нет, и сейчас антибактериальных лекарств, попадающих на рынок, крайне мало.

Хронологическая лента открытия новых антибиотиков. После золотой эры антибиотиков новые разработки резко перестали появляться на рынке.·Bloomberg

Много внимания уделяется веществам, нацеленным на клеточную стенку бактерий, которая часто защищает микроорганизм от действия антибиотика, как броня. Один из таких многообещающих препаратов — тейксобактин. Он известен еще и тем, что его разработчики создали уникальную технологию культивирования микроорганизмов iChip, которая может значительно облегчить поиск новых антибиотиков. Другое перспективное лекарство — лугдунин. Он эффективно справляется с мультирезистентным золотистым стафилококком, самой опасной супербактерией. Однако, к сожалению, гарантии того, что бактерии не выработают устойчивость и к этим препаратам, нет.

Потребление же антибиотиков во всем мире за 2000–2010 годы выросло более чем на треть, согласно работе исследователей из Принстонского университета. За три четверти этого всплеска ответственны пять стран — Бразилия, Россия, Индия, Китай и Южно-Африканская Республика (БРИКС).

Свою лепту вносят и США. Хотя общий объем принимаемых антибактериальных препаратов за указанный период времени по сравнению с БРИКС не очень изменился, в Америке на душу населения потребляется гораздо больше антибиотиков, чем в любой другой стране: к примеру, разница с Индией больше чем в два раза.

Желтые сферы на фото — мультирезистентный золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus, MRSA) — одна из главных угроз человечества (увеличение — 20 000 раз).· National Institute of Allergy and Infectious Diseases

Как возникает АБР?

Один из путей возникновения АБР·Centers for Disease Control and Prevention

Когда говорят об АБР, подразумевают, что микроорганизмы выживают после воздействия лекарств, которые раньше их убивали или хотя бы останавливали рост. Однако это отнюдь не новое явление: это естественный процесс, о существовании которого известно со времени открытия этих лекарств. Тем не менее проблема стала глобальной только недавно из-за чрезмерного употребления антибиотиков во многих сферах жизнедеятельности человека, включая медицину и животноводство.

Кто виноват?

Крупные фармкомпании в последние годы перестают вкладывать средства в исследования новых антибиотиков. В период с 2003 по 2013 годы инвестиции венчурного капитала в исследования и разработки, посвященные антибиотикам, составили менее 5%: всего $1,8 млрд из $38 млрд. Pfizer в 2011 году закрыл специализированный центр по разработке антибиотиков в Коннектикуте и частично перефокусировался на исследования по антибактериальным вакцинам. Фармгиганты, отказывающиеся от подобных разработок, — это Johnson & Johnson, Roche, Bristol-Myers Squibb и Eli Lilly. Одной из последних сдалась AstraZeneca: британцы сначала уменьшили инвестиции в эту отрасль, а в прошлом году и вовсе продали свой бизнес по изучению малых молекул антибиотиков на поздних стадиях исследований за более чем $1,5 млрд. Вместо этого компания планирует сосредоточиться на респираторных, сердечно-сосудистых и аутоиммунных заболеваниях, метаболических расстройствах и онкологии.

GlaxoSmithKline, одна из немногих оставшихся в этой отрасли крупных компаний, за последние 10 лет потратила около $1 млрд собственных денег на исследования по поиску новых антибактериальных препаратов. Однако они расходуют не только свои средства: Управление контроля за нераспространением оружия массового поражения (ОМП) министерства обороны США (The Defense Threat Reduction Agency) предоставило им суммарное финансирование на исследования по антибиотикам в размере более $200 млн.

Результаты исследований их нового препарата гепотидацина выглядят многообещающе — однако до выхода на рынок ему пока далеко.

Почему же за последнее время появилось так мало новых антибиотиков? Как получилось, что, говоря словами Аннет Хайнцельманн из организации Médecins Sans Frontières, существующая система R&D (research & development) в фармацевтике не всегда разрабатывает именно те лекарства, которые нужны? Ответ прост: процесс разработки препарата и вывода его на рынок слишком затратны и продолжительны, гарантии на успех нет, а прибыли от продаж слишком малы. Поддержки же от государств, международных здравоохранительных организаций и органов, регулирующих процесс одобрения новых лекарств, не было. Долгое игнорирование проблемы властями разных стран дополнительно ухудшило ситуацию.

Запуск препарата стоит около $1 млрди может растянуться на десятилетие, по словам Роя Андерсона из Императорского колледжа в Лондоне и члена совета GlaxoSmithKline. Кроме того, затраты могут непредсказуемо вырасти, поскольку требуются сложные клинические испытания на пациентах с опасными для жизни инфекциями, а в итоге, согласно Pew Charitable Trusts, после тестирования на людях регулирующие органы одобряют только один из пяти антибиотиков.

От продаж тоже многого ожидать не приходится из-за низких цен на антибиотики. «Обычно все пишут, что в целом лекарства слишком дорогие, но в случае антибиотиков — они слишком дешевые. Большая фарма решила перенаправить R&D в сторону так называемой хронической терапии, и они ищут препараты для лечения болезни Альцгеймера, рака, гипертонии или диабета», — рассказывает DDD magazine главный исполнительный директор молодой компании MotifBio, специализирующейся на разработке новых антибиотиков, Грэм Ламсден. Cамая успешная разработка MotifBio — антибиотик иклаприм против резистентных стафилококков — сейчас находится на последних стадиях клинических испытаний.

Такие объяснения и у и управляющих крупнейших фармкомпаний. «Рыночная ниша для нового антибиотика очень мала, прибыли там нет, вот и капитал не течет, — говорит Пол Стоффелс, глава фармкомпании Johnson & Johnson. — В случае онкологии люди платят $30 тыс., $50 тыс, $80 тыс. (на одного пациента) за препарат, а для антибиотика это всего лишь несколько сотен долларов».

Реклама на Forbes

Государство на страже

Для государства антибиотикорезистентность опасна угрозой не только жизням граждан, но и бюджету. В год только в США дополнительно тратится более $20 млрд на здравоохранение. Страдает и американская экономика: потери из-за снижения производительности труда оценивают в $35 млрд. Затраты на борьбу с АБР к 2050 году обойдутся миру в огромную сумму: до 3,5% от его общего ВВП или до $100 триллионов. В более же обозримой перспективе, мировой ВВП уменьшится на 0,5% к 2020 году и на 1,4% к 2030 году.

Чтобы предотвратить это, многие страны решили действовать — как по-отдельности, так и сообща. Это привело к созданию множества программ по борьбе с устойчивостью бактерий. Главные их постулаты сходятся: это улучшение диагностики инфекционных заболеваний и определения резистентных бактерий, изменение подхода к использованию антибиотиков в различных областях, включая животноводство, разработка новых лекарств и антимикробных вакцин, и, наконец, объединение государств, фармпромышленности, научного сообщества и простых людей для борьбы — фактически за выживание человечества.

Методы борьбы c лекарственной резистентностью по всем фронтам: стратегия, предложенная по результатам британского исследования Review in Antimicrobial Resistance·The Review on Antimicrobial Resistance

В США в 2014 году опубликовали «Национальную стратегию Белого дома по борьбе с антибиотикорезистентными бактериями», в реализации которой важное место принадлежит Центрам по контролю и профилактике заболеваний (CDC).

Кроме того, в 2012 году Конгресс принял Закон об инновациях и безопасности в сфере контроля за лекарствами и потребительскими продуктами. Восьмая часть закона стала широко известна под аббревиатурой GAIN (Generating Antibiotic Incentives Now, дословно «создание условий для инвестиций в антибиотики сейчас»). Она требовала от Управления по контролю за продуктами и лекарствами (FDA) — главного органа контроля за процессом одобрения новых лекарств в США — предпринять шаги, стимулирующие производителей инвестировать в разработку антибиотиков. Среди прочего, она повлияла на ускорение процесса одобрения этих препаратов и предоставляла дополнительные пять лет эксклюзивности на рынке. FDA же по итогам должно было пересмотреть и составить новые четкие рекомендации по разработке антибиотиков, нацеленных на определенные бактерии. К сожалению, эта инициатива не полностью увенчалась успехом — в этом году фармкомпании попросили прояснения этого акта.

США также объединились с Великобританией для создания CARB-X — возможно, самого крупного государственно-частного сотрудничества в мире. Его цель — доклинические исследования антибиотиков, на которые выделено около полумиллиарда долларов.

Реклама на Forbes

Помимо этого, Великобритания и Китай договорились внести по $72 миллиона в только что созданный Глобальный инновационный фонд, чья цель — сотрудничество с другими подобными организациями и координация финансирования исследований по АБР во всем мире.

Кроме того, в 2014 году Большая фарма в лице Astellas, AstraZeneca, Cubist, GlaxoSmithKline, Roche, Pfizer and Sanofi присоединилась к инициативе ЕС DRIVE‐AB (Driving Reinvestment in R&D and Responsible Antibiotic Use) по разработке новых, более финансово выгодных экономических моделей ведения исследований по антибиотикам. Участники надеются, что в итоге удастся разработать стратегию привлечения инвестиций в эту область.

Наконец, фармкомпании в прошлом году создали свою коалицию по мониторингу устойчивости бактерий. Краеугольным камнем этого альянса стала «Декларация по борьбе с антибиотикорезистентностью», принятая представителями фармацевтической, биотехнологической и диагностической промышленности. Результаты их работы объявят в 2018 году.

Российская ситуация

Как же борьба с АБР идет в России? С одной стороны, реальность угрозы очевидна всем. К примеру, создана карта чувствительности микроорганизмов к антибиотикам по всей стране, а Минздрав буквально пару месяцев назад внес в Правительство Российской Федерации «Стратегию предупреждения распространения антимикробной резистентности в Российской Федерации на период до 2030 года». И на Московском международном форуме «Открытые инновации» 2017 года в обсуждении на тему антибиотикорезистентности подчеркнули необходимость создания на базе «Сколково» рабочей группы и программы по борьбе с антибиотикорезистентностью, аналогичной уже разработанным в других странах.

С другой стороны, на получении средств от государства это не сказалось, и исследования по созданию новых антибиотиков не ведутся. По крайней мере, так считает Владимир Рафальский, директор Института клинической фармакологии и член президиума Альянса клинических химиотерапевтов и микробиологов. «Новые молекулы не создаются… Причина такой ситуации банальная – отсутствие финансирования», — рассказывает эксперт, по сообщению ресурса «Медвестник». Однако некоторые российские ученые планируют самостоятельно вывести свои разработки на рынок. Исследователи из компании «Аллофарм» уже долгое время занимаются изучением антимикробных молекул иммунной системы насекомых, которые защищают их от бактерий в естественных условиях. Сейчас работу ведут над комплексом FLIP7 . Это комбинация пептидов из четырех семейств: дефензинов, цекропинов, диптерицинов и пролин-богатых пептидов. Первые нацелены преимущественно на мембраны грамположительных бактерий (все бактерии делятся на грамположительные и  грамотрицательные в зависимости от реакции на окрашивание специфическим реагентом: разница обусловлена различным составом и толщиной клеточной стенки бактерий), вторые и третьи — на грамотрицательных, а последние направлены на внутриклеточные мишени. Те бактерии, которые оказываются чувствительны к такому «коктейлю», не вырабатывают к нему устойчивости. Синтез комплекса активных веществ FLIP7 уже налажен и отработан, как и метод борьбы с бактериальными пленками при использовании FLIP7 с антибиотиком. Кроме того, компания получила патент на изобретение сроком до 2030 года и подала заявку на патентование способа повышения антибиопленочной активности антибиотиков путем совместного применения с комплексом FLIP7.

Реклама на Forbes

В разработку за пять лет было вложено уже более $500 000. Эксперты из «Сколково» признали его технически реализуемым, конкурентоспособным и обладающим потенциалом коммерциализации. Сейчас компания ведет поиск венчурных инвестиций для создания автоматизированной промышленной линии массового биосинтеза и сбора комплекса FLIP7.

Новый перспективный объект для исследователей — это потенциаторы, соединения, которые в комбинации с антибиотиком усиливают его действие. Они борются с уже устойчивыми к лечению бактериями, не требуют разработки новых и, возможно, помогут вернуть в клинику старые антибиотики.

Подобные потенциаторы сейчас активно изучает команда российских ученых из компании Superbug Solutions UK Ltd. (Sbsplatform.io), резидента  «Сколково». Исследователи работают над молекулами класса алкилрезорцинов — в естественных условиях подобные соединения выделяют, например, микробы и растения для защиты от паразитов. Они проникают внутрь бактерии и нарушают работу ключевых процессов ее жизнедеятельности, действуя на несколько мишеней одновременно: на мембраны, различные белки и геном бактерий. В результате у микроорганизма развивается стресс, а антибиотик получает более легкий доступ к своей цели.

Лучшего результата от применения алкилрезорцинов можно достичь в сочетании с антимикробными средствами. Такую ударную комбинацию высоких доз антибиотика с исследуемыми молекулами назвали «суперпулей» (superbullet). Количество бактерий, выживающих после атаки таким оружием, ниже на 3-5 порядков (в 1000-100 000 раз) по сравнению с действием антибиотика в одиночку. Разработчики утверждают, что эффективность лечения инфекционных заболеваний с использованием таких бинарных препаратов повышается, даже если болезнь вызвана устойчивыми к лекарствам патогенами. Развитие же устойчивости к лекарству при этом замедляется в 10—30 раз. Минимальная ингибирующая концентрация, то есть самая низкая концентрация препарата, которая полностью угнетает рост бактерий, в некоторых случаях снижалась до 500 раз.

Изучив множество алкилрезорцинов, исследователи выбрали самый перспективный из них — М13 (точная формула — коммерческая тайна). Исследования на мышах, зараженных смертельно опасной клебсиеллезной инфекцией, показали, что эффективность лечения антибиотиками в комбинации с М13 действительно повышается.

Реклама на Forbes

Европейская Комиссия признала разработку конкурентоспособной и инновационной, а также рекомендовала для инвестирования в программе Европейского Союза по научным исследованиям и инновациям «Горизонт 2020» (Horizon 2020). Superbug Solutions запланировала будущие эксперименты по изучению алкилрезорцинов и сейчас работает с 19 эффективными комбинациями с антибиотиками.

После этих опытов разработчики перейдут к клиническим исследованиям. Средства же на испытания и продвижение препарата рассчитывают собрать путем международного краудфандинга без привлечения финансирования от Большой фармы.

Заключение

Антибиотикорезистентность «поражает» всё новые штаммы бактерий, а инструментов борьбы с ней все еще немного. Что же дальше: темные века медицины без антибиотиков, либо же новый мир с другим подходом к лечению инфекций? Возможно, вопрос упирается в то, насколько удастся объединить общие усилия по борьбе с АБР и вовлечь общественность в эту войну — ведь она касается каждого. Однако исход этой битвы пока не ясен.

Текст опубликован в рамках спецпроекта Forbes и научно-популярного портала «Биомолекула», посвященного достижениям молекулярной биологии и их внедрению в биотехнологиях и медицине. Расширенная версия статьи — на сайте «Биомолекулы».

Мясников рассказал, почему золотистый стафилококк смертельно опасен

Около 40% людей сегодня являются носителями золотистого стафилококка. Как понять, что вы им заражены и почему против этой бактерии стали бессильны многие антибиотики – рассказал Александр Мясников в программе «О самом главном» на канале «Россия 1».

Угроза сегодняшнего дня, по словам теледоктора, это не ковид, как думают многие. Настоящим убийцей миллионов людей был и остается золотистый стафилококк.

Прежде всего, потому что стафилококковая инфекция является источником многих смертельных болезней. В частности, такого осложнения, как синдром токсического шока. Заражение золотистым стафилококком может привести заболеванию сердца – инфекционного эндокардита, а также остеомиелиту – воспалению костной ткани.

И вообще, причиной многих воспалительных заболеваний кожи, как правило, становится золотистый стафилококк. При том, что бактерия опасна сама по себе, она еще и постоянно мутирует. Из-за бесконтрольного приема антибиотиков золотистый стафилококк стал устойчив почти ко всем из них. И лечить вызванные им заболевания для медиков сегодня – большая проблема.

Чтобы не подвергать себя риску подхватить золотистый стафилококк, Мясников посоветовал не посещать поликлиники и больницы без крайне необходимости.

«Больница – место повышенной инфекционной опасности. Почему пневмонии делятся на внебольничную и внутрибольничную? Последняя может убить. Так и стафилококковая инфекция. Внутри больницы она очень опасна, потому что проникает в организм самыми разными способами. И ее мало, что может остановить, – предупредил доктор.

Бактерия не только устойчива к антибиотикам, от нее не спасает ни этиловый спирт, ни перекись водорода, ни санитайзеры. Наоборот, если пользоваться ими слишком часто можно уничтожить собственный микробиом, который как раз и способен защитить человека от золотистого стафилококка.

По каким внешним признакам можно определить, что у человека есть заболевания, вызванные золотистым стафилококком, смотрите в полном выпуске программы «О самом главном» на канале «Россия 1».

Еще больше интересного с сайта «Смотрим» – в нашем Telegram-канале и Яндекс.Дзен, новости сайта «Вести» – на страницах ВКонтакте, Одноклассников, Яндекс.Дзен и Telegram

Антибиотики, используемые в настоящее время для лечения инфекций, вызванных Staphylococcus aureus

Стафилококковые инфекции являются распространенной и значимой клинической проблемой в медицинской практике. Большинство штаммов Staphylococcus aureus в настоящее время устойчивы к пенициллину, а устойчивые к метициллину штаммы S. aureus (MRSA) распространены в больницах и появляются в обществе. Резистентные к пенициллиназе пенициллины (флуклоксациллин, диклоксациллин) остаются антибиотиками выбора для лечения серьезных метициллин-чувствительных штаммов S.aureus (MSSA), но цефалоспорины первого поколения (цефазолин, цефалотин и цефалексин), клиндамицин, линкомицин и эритромицин играют важную терапевтическую роль при менее серьезных инфекциях MSSA, таких как инфекции кожи и мягких тканей, или у пациентов с гиперчувствительностью к пенициллину, хотя цефалоспорины противопоказаны. — показан пациентам с немедленной гиперчувствительностью к пенициллину (крапивница, ангионевротический отек, бронхоспазм или анафилаксия). Все серьезные инфекции MRSA следует лечить парентеральным ванкомицином или, если у пациента аллергия на ванкомицин, тейкопланином.Внутрибольничные штаммы MRSA, как правило, полирезистентны (mrMRSA), а штаммы mrMRSA всегда должны лечиться комбинацией двух пероральных противомикробных препаратов, обычно рифампицина и фузидиевой кислоты, поскольку резистентность развивается быстро, если они используются в качестве монотерапии. Большинство внебольничных штаммов MRSA в Австралии и Новой Зеландии не являются полирезистентными (nmMRSA), а линкозамиды (клиндамицин, линкомицин) или котримоксазол являются антибиотиками выбора при менее серьезных инфекциях, вызванных нмMRSA, таких как инфекции кожи и мягких тканей.Новые антибиотики, такие как линезолид и хинупристин/дальфопристин, обладают хорошей антистафилококковой активностью, но очень дороги и должны быть зарезервированы для пациентов, у которых традиционная терапия неэффективна или непереносима, или у которых есть высокорезистентные штаммы, такие как hVISA (гетерогенный ванкомицин-промежуточный S. aureus).

границ | Распространенность и методы лечения антибиотикорезистентности Staphylococcus aureus

Введение

Золотистый стафилококк

Золотистый стафилококк (S.aureus) является одним из основных возбудителей внутрибольничных и внебольничных инфекций и может вызывать многие инфекционные заболевания, такие как легкие инфекции кожи и мягких тканей, инфекционный эндокардит, остеомиелит, бактериемию и смертельную пневмонию (Lowy, 1998; Humphreys, 2012). Staphylococcus aureus был впервые обнаружен в 1880 году в Абердине, Шотландия, хирургом Александром Огстоном у пациентов с изъязвленными язвами. Staphylococcus aureus принадлежит к роду Staphylococcus, Firmicutes; положителен для окрашивания по Граму, ~ 0.8 мкм в диаметре, расположенные под микроскопом «виноградной нитью», аэробные или анаэробные; и оптимально растет при 37°C и pH 7,4 (Edwards and Massey, 2011; Gardete and Tomasz, 2014). Колонии на пластинке с кровяным агаром толстые, блестящие, круглые, диаметром 1–2 мм (Gonzalez-Perez et al., 2019; Sato et al., 2019). Большинство из них гемолитические, образующие прозрачное гемолитическое кольцо вокруг колоний на чашках с кровяным агаром (Sato et al., 2019). Более того, S. aureus не образует спор или жгутиков, но обладает капсулой, может продуцировать золотисто-желтый пигмент и разлагать маннит (Tayeb-Fligelman et al., 2017). Кроме того, также было обнаружено, что тесты на коагулазу плазмы, ферментацию лактозы и дезоксирибонуклеазу являются положительными у S. aureus (Chino et al., 2017; Tayeb-Fligelman et al., 2017).

Метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA)

Флеминг открыл пенициллин в 1940-х годах и открыл эру антибиотиков для лечения инфекций (Klevens et al., 2007; Klein et al., 2017). В то время инфекционные заболевания, вызванные S. aureus , хорошо контролировались, но с широким использованием пенициллина в 1950-х годах устойчивый к пенициллину S. aureus появился в клинике (Rayner, Munckhof, 2005; Pichereau, Rose, 2010). Устойчивый к пенициллину S. aureus может продуцировать пенициллиназу, которая может гидролизовать β-лактамное кольцо пенициллина, что приводит к устойчивости к пенициллину. Позже ученые разработали новый устойчивый к пенициллиназе полусинтетический пенициллин, названный метициллином, который устойчив к гидролизу β-лактамазой (Rayner and Munckhof, 2005; Khoshnood et al., 2019). После применения в клинике в 1959 году метициллин эффективно контролировал инфекцию резистентных к пенициллину штаммов S.aureus (Chambers, Deleo, 2009; Jokinen et al., 2017). Однако всего через 2 года после применения метициллина, в 1961 г., британский ученый Джевонс сообщил об выделении штамма MRSA; эта устойчивость была вызвана геном, кодирующим пенициллин-связывающий белок 2a или 2′ (PBP2a или PBP2′) (mecA), который был интегрирован в хромосомный элемент (SCCmec) чувствительного к метициллину S. aureus (Schulte and Munson, 2019). Более того, MRSA быстро стал наиболее часто встречающимся устойчивым патогеном, выявленным во многих частях мира, включая Европу, США, Северную Африку, Ближний Восток и Восточную Азию (Mediavilla et al., 2012; Лахунди и Чжан, 2018 г.). В соответствии с первоисточником MRSA подразделяется на внутрибольничный MRSA (HA-MRSA) и внебольничный MRSA (CA-MRSA) (Lindsay, 2013; Otto, 2013). В Китае доля внутрибольничного MRSA достигла 50,4% (Shang et al., 2016). Кроме того, по данным Центров по контролю за заболеваниями (CDC) в США, уровень смертности от инфекции MRSA превышает уровень смертности от синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИД), болезни Паркинсона и убийств (Lessa et al., 2012). Таким образом, анализ молекулярных характеристик S. aureus , который стал центром глобальных проблем общественного здравоохранения, может помочь нам понять распространенность S. aureus , проследить эволюцию S. aureus , обнаружить новые молекулярные характеристики S. aureus и предоставить информацию для разработки новых лекарств против S. aureus (рис. 1А).

Рисунок 1 . Механизм эндогенной резистентности Staphylococcus aureus . (A) Краткое введение эволюции лекарственной устойчивости у S. aureus . (B) Схема снижения внемембранной проницаемости, вызывающей лекарственную устойчивость S. aureus . (C) Роль систем активного оттока в резистентности к MRSA. (D) Роль клеточных ферментов в лекарственной устойчивости S. aureus .

Внутренняя устойчивость к антибиотикам

Показатели резистентности инфекции S. aureus и штаммов с множественной лекарственной устойчивостью растут, что затрудняет клиническое противоинфекционное лечение.Механизм эндогенной резистентности в основном включает три аспекта (рис. 1).

Проницаемость внешней мембраны

Когда проницаемость клеточной мембраны снижается, нарушается энергетический метаболизм бактерий и, следовательно, снижается абсорбция лекарств, что приводит к лекарственной устойчивости (Li et al. , 2013; Anuj et al., 2019). Например, резистентность S. aureus к аминогликозидам вызвана снижением проницаемости мембран и, в конечном итоге, приводит к снижению потребления лекарств (рис. 1В) (Hori and Hiramatsu, 1994; Andrade et al., 2014).

Системы оттока

Активная эффлюксная система бактерий была открыта в 1980 г. Боллом и Макмерри при изучении устойчивости Escherichia coli к тетрациклину (Seifi, Khoshbakht, 2016). Впоследствии ученые провели множество экспериментов с системой активного оттока, которые подтвердили, что система активного оттока является нормальной физиологической структурой бактерий и существует у чувствительных штаммов (Lekshmi et al., 2018). При индукции субстратами в окружающей среде в течение длительного времени гены, кодирующие систему оттока, активируются и экспрессируются, и способность к оттоку лекарств значительно усиливается, что приводит к лекарственной устойчивости (Zarate et al., 2019). Активные системы оттока лекарств играют роль в устойчивости ко многим лекарствам (Costa et al. , 2018). На клеточной мембране Staphylococcus aureus присутствуют три типа белков, перекачивающих несколько лекарств: QacA, NorA и Smr (Foster, 2016; Jang, 2016). Ногучи и др. считал QacA важным фактором MRSA (Noguchi et al., 2005; Nakaminami et al., 2019). Все белки, перекачивающие несколько лекарств, представляют собой протонные кинезины (Foster, 2016). То есть вместо того, чтобы полагаться на гидролиз АТФ для высвобождения энергии, материальный обмен осуществляется с помощью электрохимического градиента, образованного H + на обеих сторонах клеточной мембраны (Matano et al., 2017). Обычно это обратимый процесс, то есть Н + перемещается из внеклеточного во внутриклеточное, а внутриклеточные вредные вещества, такие как красители и антибактериальные препараты, выходят из клетки наружу (Lowy, 1998). Эксперименты Кристиансена и соавт. также продемонстрировали роль систем активного оттока в устойчивости к MRSA (Mo et al., 2007) (рис. 1С).

Чрезмерное производство β-лактамазы

β-лактамаза представляет собой фермент, который катализирует гидролиз различных β-лактамных антибиотиков (включая такие антибиотики, как антибиотики широкого спектра действия карбапенемы), кодируется бактериальными хромосомными генами и может передаваться (Lee and Park, 2016). В настоящее время исследования показывают, что β-лактамные антибиотики оказывают летальное действие на бактерии в основном за счет двух механизмов: во-первых, путем связывания с пенициллинсвязывающим белком (ПСБ, т.е. муцинсинтазой клеточной стенки), который подавляет синтез муцина клеточной стенки, нарушает клеточной стенки и приводит к бактериальной экспансии и лизису; во-вторых, запуская аутолитическую ферментативную активность бактерий, что приводило к автолизу и гибели (Matono et al., 2018). Чрезмерная секреция β-лактамазы MRSA в основном снижает эффект антибиотиков за счет двух механизмов, которые приводят к резистентности к MRSA (Khan et al., 2014). Первый – это механизм гидролиза, то есть β-лактамазы гидролизуют и инактивируют β-лактамные антибиотики; второй — механизм защемления, то есть большое количество β-лактамазы быстро и прочно связывается с внеклеточными антибиотиками, препятствуя попаданию антибиотиков во внутриклеточное пространство и, следовательно, антибиотики не могут достичь места-мишени, что в конечном итоге приводит к Устойчивость MRSA к антибиотикам (рис. 1D) (Harada et al., 2014; Hashizume et al., 2017).

Приобретенная устойчивость к антибиотикам

Устойчивость в результате мутаций

Staphylococcus aureus может стать лекарственно-устойчивым в результате генетических мутаций, которые изменяют ДНК-гиразу-мишень или уменьшают количество белков наружной мембраны, тем самым снижая накопление лекарственного средства (Kime et al., 2019; Ян и др., 2019). Например, принцип устойчивости к клиндамицину и эритромицину обусловлен модификацией рибосомальной РНК-метилазы (Heelan et al., 2004; Martinez et al., 2018).

Приобретение генов резистентности

Приобретенная устойчивость — это тип устойчивости, опосредованной плазмидами (Foster, 2017). Через плазмид-опосредованную трансдукцию, трансформацию и вставку генов лекарственной устойчивости может продуцироваться избыточное количество β-лактамаз, что приводит к резистентности бактерий (Foster, 2017; Haaber et al., 2017). Механизм устойчивости к MRSA в основном связан с тем, что плазмиды или передача генов устойчивости к лекарственным средствам, опосредованная плазмидами, которые могут расширять геном, и гены устойчивости могут передаваться между S. aureus и другими бактериями (Vestergaard et al., 2019). Например, MRSA может получать лекарственно-устойчивые плазмиды из Enterococcus , что еще больше расширяет и усиливает его устойчивость (Lazaris et al., 2017).

Устойчивость, опосредованная биопленкой

Бактериальная биопленка представляет собой внеклеточную сложную структуру, состоящую из микробной популяции, прикрепленной к поверхности субстрата, а ее внутренние микроорганизмы окружены высокогидратированным внеклеточным полимерным матриксом, продуцируемым ею самим, что является защитным способом выживания бактерий для адаптации к их окружение (Craft et al., 2019; Саксена и др., 2019). Более того, подавляющее большинство бактерий в природе существует в виде биопленок, и наиболее заметной особенностью бактериальных биопленок является их сильная адгезия и устойчивость к лекарствам, что позволяет бактериям сопротивляться иммунным реакциям хозяина и избегать уничтожения антибиотиками (Kanwar et al., 2017). Их устойчивость к антибактериальным препаратам может увеличиться в 1000 раз по сравнению с планктоном. В настоящее время отечественные и зарубежные методы лечения биопленок в основном ориентированы на непрерывную разработку новых антибактериальных препаратов, однако применяемые в клинической медицине антибиотики и химические синтетические препараты обладают определенным токсическим действием (Saxena et al., 2019). Биопленочные бактерии склонны к устойчивости к этим традиционным лекарствам, и устойчивые штаммы демонстрируют растущую тенденцию (Craft et al., 2019). Исследования показали, что комбинированное применение средств традиционной китайской медицины и антибиотиков имеет преимущество в виде снижения эффективности (Kanwar et al., 2017).

Клетки-персистеры с устойчивостью к антибиотикам

Клетки-персистеры представляют собой небольшое подмножество клеток, которые генетически гомологичны, но фенотипически гетерогенны в микробной популяции, растут медленно или находятся в состоянии покоя и выживают при высоких концентрациях антибиотиков (Fisher et al. , 2017). Ранние исследования показывают, что, в отличие от устойчивости к антибиотикам, задержка бактерий представляет собой физиологическое состояние бактерий, которое временно сопротивляется стрессу антибиотиков и не приводит к изменению генотипа (Kester and Fortune, 2014). Однако это утверждение оспаривается из-за быстрого развития технологии высокопроизводительного секвенирования. Когда бактерии сталкиваются с внешними раздражителями, такими как антибиотики, большинство бактерий немедленно погибают, но небольшой процент бактерий сопротивляется этому давлению, останавливая рост и оставаясь неактивными (Michiels et al., 2016). Когда внешнее давление исчезает, это небольшое количество бактерий может вернуться к нормальному росту; мы называем эти бактерии клетками-персистерами (Fisher et al., 2017). Наличие клеток-персистеров создает множество препятствий для полной ликвидации бактериальных инфекций и предотвращения рецидивов инфекций (Fisher et al., 2017; Foster, 2017). Бактериальные клетки-персистеры демонстрируют толерантность к антибиотикам, медленный рост и способность возобновлять инфекцию после лечения антибиотиками. Антибиотики могут нанести смертельный ущерб бактериям, но клетки-персистенты могут сопротивляться этому уничтожению, замедляя рост и метаболизм клеток и даже переходя в состояние покоя (Lewis, 2008).Бактериальная персистенция относится к состоянию сниженной метаболической активности, которое наделяет субпопуляцию изогенных бактерий устойчивостью к множеству лекарств (Fisher et al., 2017). Персистеры являются фенотипическими вариантами, но не мутантами (Kester and Fortune, 2014). Существующие результаты исследований показали, что механизм персистенции бактерий сложен, и связанные с ним сигнальные пути включают системы токсинов-антитоксинов, клеточное физиологическое снижение энергетического метаболизма и синтеза белков и нуклеиновых кислот, системы защиты и репарации ДНК, системы протеаз, транстрансляцию, внешние насосная система и т. д. (Michiels et al., 2016; Фишер и др., 2017).

Научные достижения в области широко используемых антибиотиков

MRSA — разновидность «супербактерий» с множественной лекарственной устойчивостью, устойчивых к пенициллинам, цефалоспоринам, хлорамфениколу, линкомицину, аминогликозидам, тетрациклинам, макролидам, хинофталонам, сульфонамидам и рифампицину, что представляет собой очень сложную проблему в клиническом лечении (2016). Более того, сообщалось, что инфекция MRSA является одним из основных инфекционных заболеваний в мире из-за высоких показателей заболеваемости и смертности, которые серьезно угрожают здоровью человека и привлекли внимание мирового медицинского сообщества (Hassoun et al., 2017). Поэтому поиск эффективных препаратов для лечения полирезистентных бактериальных инфекций является актуальным. Мы перечислили некоторые из препаратов, используемых против инфекций против MRSA, которые применялись в клинике в Таблице 1, и три из них (т.е.: ванкомицин, даптомицин и линезолид) были выделены.

Таблица 1 . Краткое описание эффектов антибиотиков против MRSA.

Ванкомицин

Ванкомицин долгое время считался лучшим препаратом для лечения тяжелой инфекции MRSA, включая как HA-MRSA, так и CA-MRSA, которые могут вызывать серьезные инвазивные инфекции, такие как пневмония и сепсис (Holmes et al., 2015). Ванкомицин известен как последняя линия защиты от грамположительных кокковых инфекций (Micek, 2007). Было обнаружено, что механизм устойчивости к ванкомицину заключается в основном в специфическом связывании ванкомицина со стенкой бактериальной клетки через малые пептиды-предшественники пептидогликана, которые оканчиваются D-аланил-D-аланином; это связывание ингибирует удлинение и перекрестное связывание пептидогликанов клеточной стенки бактерий, тем самым подавляя синтез клеточной стенки и в конечном итоге приводя к гибели бактерий (Micek, 2007; Haseeb et al., 2019). Однако резистентность Staphylococcus aureus к ванкомицину растет с каждым днем, что вызывает широкое беспокойство в медицинском сообществе (Haseeb et al., 2019). В настоящее время большое количество исследователей обычно делят ванкомицин-резистентный Staphylococcus aureus на три типа: ванкомицин-резистентный Staphylococcus aureus (VRSA), ванкомицин-промежуточный Staphylococcus aureus (VISA) и гетерологичный ванкомицин-устойчивый Staphylococcus aureus (VISA) и гетерологичный ванкомицин-резистентный Staphylococcus aureus (VISA) гетеро-VRSA) (Amberpet et al. , 2019). VRSA относится к минимальной ингибирующей концентрации (МИК) клинически изолированного штамма Staphylococcus aureus по отношению к ванкомицину <32 мг/л, и впервые о нем сообщили в США в 2002 г. VISA означает, что МПК Staphylococcus aureus по отношению к ванкомицину составляет 8 –16 мг/л, первый штамм был выделен в 1997 г. в Японии и привлек внимание медицинского сообщества (Baseri et al., 2018). Впоследствии в США, Китае и других странах были последовательно обнаружены множественные VISA (Howden et al., 2010). Гетеро-VRSA относится к первичной культуре Staphylococcus aureus , выделенной из клинических образцов. VRSA можно обнаружить методом микробульона MH или методом разведения в агаре, а МИК ванкомицина составляет ≤4 мг/л (Severin et al., 2004).

Даптомицин

Даптомицин представляет собой циклический липопептидный препарат, который экстрагируется из ферментационного бульона Streptomyces roseosporus (Heidary et al., 2018). Механизм его действия заключается в разрушении электрического потенциала плазматических мембран в присутствии ионов кальция, однако даптомицин не ингибирует липотейхоевую кислоту (Taylor, Palmer, 2016). Благодаря своему уникальному механизму действия даптомицин не обладает перекрестной резистентностью с другими антибиотиками и может использоваться для лечения инфекций мягких тканей кожи и инфекций кровотока, вызванных MRSA, но не MRSA-индуцированной пневмонии, поскольку его активность может быть подавлена ​​альвеолярным сурфактантом. Гомес Казанова и др., 2017). Большое количество доказательств свидетельствует о том, что даптомицин оказывает более быстрое бактерицидное действие, чем ванкомицин, линезолид или хинупристин/далофопин (Stefani et al., 2015; Gomez Casanova et al., 2017). Кроме того, даптомицин обладает эффектом устойчивости к большинству клинических грамположительных бактерий in vitro; Таким образом, даптомицин в основном применяется для лечения инфекций, вызванных многими лекарственно-устойчивыми бактериями, такими как устойчивые к ванкомицину энтерококки , MRSA, чувствительные к гликопептидам Staphylococcus aureus , коагулазонегативные Staphylococci и устойчивые к пенициллину Streptococcus (Чуанг и др. , 2016). В США одобрены внутривенные инъекции даптомицина для лечения сложных инфекций кожи и мягких тканей (Heidary et al., 2018). Что касается лекарственной формы, даптомицин в настоящее время доступен только в форме инъекции, а его пероральная лекарственная форма находится в стадии изучения (Mediavilla et al., 2012).

Линезолид

Линезолид представляет собой синтетический новый класс оксазолидиноновых антибактериальных средств, который ингибирует энтерококцистафилококков и большинство штаммов Streptococcus (Sazdanovic et al., 2016). Он в основном используется для борьбы с системными инфекциями, вызванными устойчивыми к ванкомицину Enterobacter faecium , такими как сепсис и пневмония (Krueger and Unertl, 2002).Линезолид может связываться с 23S-сайтом рибосомной РНК на 50S-субъединице бактерий, ингибируя 50S- и 30S-субъединицы рибосомы и предотвращая образование 70S-инициирующего комплекса, тем самым нарушая синтез белка (Livermore, 2003). Этот уникальный механизм действия устраняет перекрестную устойчивость между линезолидом и другими антибиотиками (Livermore, 2003; Hashemian et al. , 2018). Сообщалось, что выживаемость и частота клинического излечения у пациентов с инфекцией MRSA, получавших лечение линезолидом, были значительно выше, чем у пациентов, получавших ванкомицин.На основании крупномасштабных клинических исследований пероральная и инъекционная лекарственные формы линезолида одинаково эффективны при лечении MRSA, а также эффективны против таких инфекций, как устойчивые к ванкомицину энтерококки , устойчивые к пенициллину пневмококки и макролидо- устойчивые бактериостатические стрептококки (Haschemian et al., 2018). Ввиду хорошего терапевтического эффекта препарата на бактерии с множественной лекарственной устойчивостью, он был использован в клинической практике после одобрения Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) в 2000 году (Tyson et al., 2018). В 2007 году линезолид также вышел на китайский рынок. Поскольку он оказывает сильное антибактериальное действие на большинство грамположительных бактерий, он считается важным выбором для лечения MRSA (Haschemian et al. , 2018).

Новые терапевтические стратегии для лечения MRSA

MRSA обладает множественной лекарственной устойчивостью, не только устойчивостью к β-лактамным антибиотикам, но и устойчивостью к противомикробным препаратам, таким как аминогликозиды, хинолоны и макролиды (Vestergaard et al., 2019).Смертность от системной инфекции составляет более 50 %, что стало всемирной проблемой клинического и внебольничного противоинфекционного лечения и трудно поддается лечению (Lindsay, 2013; Vestergaard et al., 2019). В то же время отделение интенсивной терапии больницы является основным очагом MRSA, который, вероятно, вызовет вспышку (Lindsay, 2013). Поэтому срочно необходимы многие новые препараты против MRSA. В таблице 2 перечислены недавно изученные препараты против MRSA.

Таблица 2 .Резюме альтернативных терапевтических стратегий для лечения MRSA.

Запрет определения кворума

Чувство кворума — это явление, при котором бактериальные клетки регулируют поведение бактериальных популяций, воспринимая аутоиндукторы. Бактерии выделяют сигнальные молекулы, называемые аутоиндуцирующими веществами (Perez-Perez et al., 2017). Когда внеклеточная концентрация этих веществ увеличивается до определенного порога с концентрацией популяции, бактерии включают экспрессию специфических генов, тем самым регулируя групповое поведение бактерий (Yin et al., 2011). Это эффективное средство обмена информацией между бактериями, включая биолюминесценцию, биопленку и экспрессию токсичных генов, а многие другие виды поведения регулируются системой определения кворума (Kalia and Purohit, 2011). Микробные патогенные свойства S. aureus очень сложны и в основном связаны с факторами вирулентности (Yin et al., 2011). Эти факторы вирулентности в основном представляют собой экзотоксины, которые разрушают клетки хозяина, препятствуют иммунным ответам, и некоторые белки, участвующие в адгезии и защите от защитных сил хозяина (Kalia and Purohit, 2011; Yin et al., 2011). Экспрессия факторов вирулентности регулируется сложной сетью, состоящей из нескольких генов, из которых agr — глобальный регуляторный фактор h2 — является наиболее важным геном, регулируемым механизмами определения кворума (Haseeb et al. , 2019). Однако ингибирование этого механизма восприятия кворума у ​​бактерий может привести к препятствию образованию биопленки, снижению вирулентности бактерий и снижению бактериальной устойчивости (Wang et al., 2017; Haseeb et al., 2019).

Ингибирование лектина

Лектин является сахаросвязывающим белком неиммунного происхождения, который обеспечивает агглютинацию клеток или преципитацию гликоконъюгатов (Aretz et al., 2018). Сообщалось, что лектины могут не только агглютинировать эритроциты, но и агглютинировать с различными клетками, такими как патогены, иммунные клетки и зародышевые клетки (Aretz et al., 2018; Alghadban et al., 2019). В настоящее время применение лектинов в медицине заключается в основном в специфическом распознавании и адгезии лектинов, что позволяет различным патогенным микроорганизмам связываться и заражать клетки-реципиенты (Alghadban et al., 2019). Например, некоторые лектины маннозы могут существенно влиять на токсичность ВИЧ, что позволяет разрабатывать противовирусные препараты (Barre et al. , 2019). Таким образом, можно использовать характеристики лектина для проектирования и разработки новых клинических препаратов и принципиально предотвращать связывание патогенных микроорганизмов с клетками-реципиентами, тем самым предотвращая большинство инфекционных заболеваний (Aretz et al., 2018).

Хелирование железа

Ионы железа являются важными питательными веществами для большинства организмов, включая бактерии (Carver, 2018). Исследования показали, что ионы железа составляют каталитический центр важных биологических ферментов, таких как оксидоредуктаза, и участвуют в различных жизненных процессах, таких как транспорт электронов, антиоксидантные реакции и синтез нуклеиновых кислот (Nuti et al., 2017). Антибиотикорезистентность патогенных бактерий постоянно увеличивается; поэтому срочно необходимы новые антибактериальные препараты (Borgna-Pignatti and Marsella, 2015). Одним из важных механизмов бактериальной резистентности является снижение проницаемости внешней мембраны и, таким образом, препятствие проникновению молекул лекарств в клетки (Carver, 2018). Чтобы обойти лекарственную устойчивость, опосредованную этим механизмом, одним из методов является присоединение молекулы антибиотика к носителю железа с образованием конъюгата переносчика железа и антибиотика, и этот конъюгат переносчика железа с антибиотиком может избирательно взаимодействовать с поверхностью мембраны бактериальной клетки. Райнер и Мункхоф, 2005).С этим конъюгатом взаимодействуют рецепторы внешней мембраны переносчика железа; затем конъюгат пересекает наружную клеточную мембрану за счет активного транспорта через систему транспорта ионов железа (Bogdan et al., 2016). В этом случае переносчик железа, связанный с антибиотиком, может быть связан с Fe 3+ , и образовавшийся комплекс (антибиотик-носитель железа-Fe 3+ ) попадает в клетку. Наконец, лекарство высвобождается внутри клетки, оказывая тем самым антибактериальное действие (Богдан и др., 2016).

Фаговая терапия

В начале своего открытия фаги использовались медицинскими сообществами бывшего Советского Союза и Восточной Европы для лечения бактериальных инфекций (Cisek et al. , 2017). Однако с наступлением эры антибиотиков люди постепенно стали пренебрегать глубокими исследованиями фагов. В последние годы из-за роста глобальной заболеваемости лекарственно-устойчивыми бактериями использование антибиотиков для лечения бактериальных инфекций столкнулось с беспрецедентными проблемами (Lin et al., 2017). Появление ряда устойчивых к лекарствам патогенов, таких как Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, tuberculosis, Enterococcus faecalis и особенно MRSA, побудило некоторых ученых и клиницистов переориентировать свое внимание на исследования фагов, что привело к значительному прогрессу. в этой области (Лин и др., 2017; Шлезингер и др., 2017). Большое количество экспериментов доказало, что фаги могут эффективно повышать выживаемость животных, инфицированных бактериями (Shlezinger et al., 2017). По сравнению с антибиотиками фаговые препараты обладают преимуществами высокой специфичности, быстрого саморазмножения и короткого времени разработки (Krut, Bekeredjian-Ding, 2018). Фаговая терапия считается одним из наиболее многообещающих методов лечения патогенов человека, в том числе устойчивых к антибиотикам штаммов (Shlezinger et al., 2017). Еще в 1921 году фаги применялись для лечения кожных инфекций, вызванных стафилококками (Wang et al., 2017). В 2007 году итальянские исследователи продемонстрировали, что фаг Msa может эффективно контролировать смертельные инфекции, вызванные S. aureus , путем создания модели внутривенной инъекции у мышей (Delgado et al., 2000). С увеличением количества устойчивых к лекарствам бактерий преимущества фагов были признаны большим количеством ученых. Однако биологические характеристики S.aureus и связанные с ними исследования на животных на протяжении многих лет показывают, что существует множество ограничений в приготовлении, хранении и условиях фагов (Lin et al., 2017). Подобно антибиотикам, бактерии также могут быть устойчивы к фагам. Однако разнообразие и изменчивость фагов в природе также обеспечивают неисчерпаемый ресурс для бактерий, контролируемых фагами. Кроме того, отсутствие устойчивости к фагам могут компенсировать лизирующие фаги ферменты, оказывающие разрушительное действие на основной каркас бактерий (Shlezinger et al., 2017). Более того, в настоящее время фаготерапия еще находится на стадии клинического применения. Основные проблемы заключаются в следующем (Lin et al., 2017; Shlezinger et al., 2017): (1) большинство фагов высокоспецифичны и способны убивать только одну или несколько подгрупп бактерий; (2) фаготерапия в конкретном тесте in vitro эффективна, но это не означает, что она столь же эффективна in vivo ; (3) Фаги начинают размножаться только тогда, когда бактерии достигают определенной плотности. Фаги могут быть инокулированы преждевременно или в несоответствующих дозах и могут быть элиминированы организмом до того, как они начнут размножаться.Поэтому определение оптимального времени и дозы инокуляции станет основной трудностью при лечении фагами. Вышеупомянутые являются общими проблемами в фаготерапии. Следовательно, эти проблемы существуют и при лечении Staphylococcus aureus .

Наночастицы

Нанотехнология относится к подготовке, исследованию и промышленному производству веществ в наномасштабе, а также комплексным техническим системам для перекрестных исследований и промышленного производства с использованием наноразмерных материалов (Wu et al., 2020). Исследования показали, что нанотехнологии могут применяться в областях медицины, медицины, биологии, химии и информационных технологий; поэтому он может играть важную роль в неинвазивной минимально инвазивной медицине (Barbero et al., 2017). В области медицины наночастицы повышают способность доставлять лекарство в организм человека (Li et al., 2010). После того, как несколько слоев умных лекарств, инкапсулированных в наночастицы, попадают в организм человека, они могут активно искать и атаковать раковые клетки или восстанавливать поврежденные ткани (Wang et al., 2020). Китай успешно разработал новое поколение наноразмерных антибактериальных препаратов. Порошкообразные наночастицы имеют диаметр всего 25 нанометров и обладают сильным ингибирующим и убивающим действием на патогенные микроорганизмы, такие как Escherichia coli и S. aureus (Li M. et al., 2017). Наноразмерные антибактериальные препараты обладают многими свойствами, такими как спектр действия, гидрофильность и защита от окружающей среды, и они не вызывают резистентности благодаря использованию природных минералов (Howden et al., 2010).

Заключительное замечание

Staphylococcus aureus представляет собой бактерию, повсеместно распространенную в окружающей среде и часто встречающуюся в организме человека на поверхности кожи и слизистой оболочке верхних дыхательных путей (Lowy, 1998). Приблизительно 20% населения являются длительными носителями S. aureus , и у большинства людей клинические симптомы не проявляются; однако S. aureus по-прежнему является важным патогеном для человека (Humphreys, 2012). S. aureus может вызывать инфекции в больницах и сообществах и стал ведущим патогеном в больницах во всем мире (Edwards and Massey, 2011). В 1840-х годах британский бактериолог Флеминг открыл пенициллин и использовал его в клинике для борьбы с инфекцией S. aureus (Gardete and Tomasz, 2014). Позже продолжали появляться различные антибактериальные препараты. Однако в этом крупном исследовании заложена и скрытая опасность для человеческого общества. Широкое использование антибиотиков привело к увеличению числа случаев бактериальной резистентности, начиная с появления полирезистентных штаммов, таких как MRSA, что рассматривалось как клинически важная проблема и также привлекало широкое внимание отечественных и зарубежных исследователей (Пишеро и Роуз, 2010; Кляйн и др., 2017). Хотя уровень смертности от инфекции MRSA в последние годы снизился в некоторых европейских странах, MRSA по-прежнему представляет серьезную проблему для общественного здравоохранения во всем мире (Rayner and Munckhof, 2005). Из-за своих характеристик легкого заражения, высокой смертности и множественной лекарственной устойчивости MRSA стал камнем преткновения в клиническом лечении (Khoshnood et al. , 2019). Следовательно, как эффективно предотвращать и контролировать MRSA, стало горячей темой в современных исследованиях. С годами наука и техника прогрессировали, а медицина продолжала развиваться.Люди добились выдающихся успехов в исследовании патогенных факторов MRSA. В настоящее время ванкомицин, вероятно, по-прежнему является лучшим препаратом для лечения инфекции MRSA (Micek, 2007). Однако множественная лекарственная устойчивость MRSA значительно усложнила исследования на людях (Vestergaard et al., 2019). Необходимы дальнейшие исследования для постоянного изучения способности MRSA вызывать инфекцию и пути развития устойчивости MRSA к антибиотикам, а также для содействия разработке новых препаратов против инфекции MRSA.Разработка новых лекарств предоставила врачам больше возможностей для лечения инфекций, вызванных MRSA, что обеспечивает большую защиту здоровья человека. Однако эффективность и безопасность препаратов требуют дальнейших клинических исследований.

Вклад авторов

YW разработал концепцию. YG и GS составили рукопись. М.С. собрал и проанализировал литературу. JW отредактировал рукопись и исправил язык.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Ссылки

(2016). 36-й Международный симпозиум по интенсивной терапии и неотложной медицине: Брюссель, Бельгия. Критический уход 20(Приложение 2):94. doi: 10.1186/s13054-016-1208-6

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Alghadban, S., Kenawy, H.I., Dudler, T., Schwaeble, WJ, and Brunskill, N.J. (2019). Отсутствие лектинового пути активации комплемента улучшает почечное повреждение, вызванное протеинурией. Фронт. Иммунол. 10:2238.doi: 10.3389/fimmu.2019.02238

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Амберпет Р., Систла С., Сугумар М., Нагасундарам Н. , Манохаран М. и Пария С. К. (2019). Обнаружение гетерогенного промежуточного звена ванкомицина Staphylococcus aureus : предварительный отчет из южной Индии. Indian J. Med. Рез. 150, 194–198. doi: 10.4103/ijmr.IJMR_1976_17

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Андраде, Дж.C., Morais-Braga, M.F., Guedes, G.M., Tintino, S.R., Freitas, M.A., Menezes, I.R., et al. (2014). Усиление антибиотической активности аминогликозидов альфа-токоферолом и другими производными холестерина. Биомед. Фармацевт. 68, 1065–1069. doi: 10.1016/j.biopha.2014.10.011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Анудж С.А., Гаджера Х.П., Хирпара Д.Г. и Голакия Б.А. (2019). Нарушение проницаемости мембран лекарственно-устойчивых штаммов Staphylococcus aureus катионными частицами наносеребра. евро. Дж. Фарм. науч. 127, 208–216. doi: 10.1016/j.ejps.2018.11.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Aretz, J. , Anumala, U.R., Fuchsberger, F.F., Molavi, N., Ziebart, N., Zhang, H., et al. (2018). Аллостерическое ингибирование лектина млекопитающих. Дж. Ам. хим. соц. 140, 14915–14925. doi: 10.1021/jacs.8b08644

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Барберо Ф., Руссо Л., Витали М., Piella, J., Salvo, I., Borrajo, M.L., et al. (2017). Формирование белковой короны: интерфейс между наночастицами и иммунной системой. Семин Иммунол. 34, 52–60. doi: 10.1016/j.smim.2017.10.001

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Барре, А., Симплисьен, М., Бенуа, Х., Ван Дамм, Э. Дж. М., и Руж, П. (2019). Специфичные для маннозы лектины морских водорослей: разнообразные структурные каркасы, связанные с общими вирулицидными и противораковыми свойствами. Мар. Наркотики 17:440. дои: 10.3390/md17080440

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Басери, Н. , Наджар-Пирайе, С., и Багери Амири, Ф. (2018). Распространенность промежуточного ванкомицина Staphylococcus aureus среди клинических изолятов в Иране: систематический обзор и метаанализ. Дж. Глоб. Антимикроб. Сопротивляться. 15, 178–187. doi: 10.1016/j.jgar.2018.06.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Богдан А.Р., Миядзава М., Хашимото К. и Цудзи Ю. (2016). Регуляторы гомеостаза железа: новые игроки в метаболизме, гибели клеток и заболеваниях. Тенденции биохим. науч. 41, 274–286. doi: 10.1016/j.tibs.2015.11.012

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чино Т., Нукуи Ю., Моришита Ю. и Мория К. (2017). Морфологическое бактерицидное быстродействующее действие надуксусной кислоты, дезинфицирующего средства высокого уровня, против биопленок Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa в трубках. Антимикроб. Сопротивляться. Заразить. Контроль 6:122. doi: 10.1186/s13756-017-0281-1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чуанг, Ю. К., Лин, Х. Ю., Чен, П. Ю., Линь, К. Ю., Ван, Дж. Т., и Чанг, С. К. (2016). Даптомицин по сравнению с линезолидом для лечения ванкомицин-резистентной энтерококковой бактериемии: значение дозы даптомицина. клин. микробиол. Заразить. 22, 890.e1–890.e7 doi: 10.1016/jcmi.2016.07.018

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Чисек, А.А., Домбровска И., Грегорчик К.П. и Выжевски З. (2017). Фаготерапия в лечении бактериальных инфекций: через сто лет после открытия бактериофагов. Курс. микробиол. 74, 277–283. doi: 10.1007/s00284-016-1166-x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Коста С.С., Собковяк Б., Паррейра Р., Эджворт Дж.Д., Вивейрос М., Кларк Т.Г. и др. (2018). Генетическое разнообразие norA, кодирующего главный эффлюксный насос Staphylococcus aureus . Фронт. Жене. 9:710. doi: 10.3389/fgene.2018.00710

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Крафт, К.М., Нгуен, Дж.М., Берг, Л.Дж., и Таунсенд, С.Д. (2019). Метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA): устойчивость к антибиотикам и фенотип биопленки. Медхимком 10, 1231–1241. дои: 10.1039/C9MD00044E

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Дельгадо, Г. мл., Neuhauser, M.M., Bearden, D.T., and Danziger, L.H. (2000). Хинупристин-дальфопристин: обзор. Фармакотерапия 20, 1469–1485. doi: 10.1592/phco.20.19.1469.34858

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фостер, Ти Джей (2016). Удивительно многофункциональные связывающие фибронектин белки Staphylococcus aureus . евро. Дж. Клин. микробиол. Заразить. Дис. 35, 1923–1931. doi: 10.1007/s10096-016-2763-0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гомес Казанова, Н. , Силлер Руис, М., и Муньос Беллидо, Дж. Л. (2017). Механизмы резистентности к даптомицину у Staphylococcus aureus . Ред. Esp. Кимиотер. 30, 391–396.

Реферат PubMed | Академия Google

Гонсалес-Перес, С. Дж., Танори-Кордова, Дж., Айспуро-Эрнандес, Э., Варгас-Ариспуро, И., и Мартинес-Теллес, М. А. (2019). Морфометрические параметры связанных с пищевыми продуктами патогенов, оцененные с помощью просвечивающей электронной микроскопии, и их соотношение с оптической плотностью и колониеобразующими единицами. J. Microbiol. Methods 165:105691 doi: 10.1016/j.mimet.2019.105691

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Harada, Y., Chong, Y., Shimono, N., Miyake, N., Uchida, Y., Kadowaki, M., et al. (2014). Внутрибольничное распространение метициллин-резистентного Staphylococcus aureus с бета-лактам-индуцируемой резистентностью к арбекацину. J. Med. Микробиол . 63 (часть 5): 710–714. doi: 10. 1099/jmm.0.065276-0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хасиб, А., Аджит Сингх, В., Тех, К.С.Дж., и Локе, М.Ф. (2019). Добавление цефтаролина фосамила или ванкомицина к ПММА: сравнение in vitro биомеханических свойств и эффективности против MRSA. Дж. Ортоп. Surg. 27:23094950324. дои: 10.1177/23094950324

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хашемян, С.М.Р., Фархади, Т., и Ганджпарвар, М. (2018). Линезолид: обзор его свойств, функций и использования в интенсивной терапии. Дес. Девел. тер. 12, 1759–1767. doi: 10.2147/DDDT.S164515

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Hashizume, H., Takahashi, Y., Masuda, T., Ohba, S.I., Ohishi, T., Kawada, M., et al. (2017). Эффективность бета-лактама/трипропептина С in vivo в модели септицемии у мышей и механизм обратной резистентности к бета-лактамам у метициллин-резистентных Staphylococcus aureus , опосредованной трипропептином C. J. Antibiot. 71, 79–85. doi: 10.1038/ja.2017.88

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Хассун, А., Линден, П.К., и Фридман, Б. (2017). Заболеваемость, распространенность и лечение бактериемии MRSA в популяции пациентов — обзор последних достижений в области лечения и лечения MRSA. Крит. Уход 21:211. doi: 10.1186/s13054-017-1801-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хилан, Дж. С., Хазенбейн, М. Э., и МакАдам, А.Дж. (2004). Устойчивость стрептококка группы В к некоторым антибиотикам, включая эритромицин и клиндамицин. Дж. Клин. микробиол. 42, 1263–1264. doi: 10.1128/JCM.42.3.1263-1264.2004

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хейдари М., Хосрави А. Д., Хошнуд С., Насири М. Дж., Сулеймани С. и Гударзи М. (2018). Даптомицин. J. Антимикроб. Чемотер. 73, 1–11. doi: 10.1093/jac/dkx349

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Холмс, Н. Э., Тонг, С.Ю., Дэвис, Дж.С., и ван Хал, С.Дж. (2015). Лечение метициллин-резистентного Staphylococcus aureus : ванкомицин и другие препараты. Семин. Дыхание крит. Уход Мед. 36, 17–30. doi: 10.1055/s-0034-1397040

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хорн, К.С., Данзигер, Л.Х., Родволд, К.А., и Гловацкий, Р.К. (2017). Фармакокинетическая оценка цефтобипрола для лечения MRSA. Экспл. мнение Препарат, средство, медикамент. Метаб.Токсикол. 13, 463–472. дои: 10.1080/17425255.2017.1303481

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Howden, B.P., Davies, J.K., Johnson, P.D., Stinear, T.P., and Grayson, M.L. (2010). Снижение чувствительности к ванкомицину у Staphylococcus aureus , включая ванкомицин-промежуточные и гетерогенные ванкомицин-промежуточные штаммы: механизмы резистентности, лабораторное обнаружение и клинические последствия. клин. микробиол. Ред. 23, 99–139. doi: 10.1128/CMR.00042-09

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Йокинен, Э., Лайне, Дж., Хуттунен, Р., Рахикка, П., Хухтала, Х., Вуэнто, Р., и другие. (2017). Сравнение результатов и клинических характеристик бактериемии, вызванной метициллин-резистентными, пенициллин-резистентными и пенициллин-чувствительными штаммами Staphylococcus aureus . Заразить. Дис. 49, 493–500. дои: 10.1080/23744235.2017.12

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Калия, В.C. и Purohit, HJ (2011). Подавление системы кворума: потенциальные мишени для антибактериальных препаратов. Крит. Преподобный Микробиолог. 37, 121–140. дои: 10.3109/1040841X.2010.532479

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Канвар, И., Сах, А.К., и Суреш, П.К. (2017). Биопленочные устойчивые к антибиотикам бактериальные инфекции полости рта: механизм и стратегии борьбы. Курс. фарм. Дес. 23, 2084–2095 doi: 10.2174/1381612822666161124154549

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кестер, Дж.C. и Fortune, SM (2014). Персистирующие и не только: механизмы фенотипической лекарственной устойчивости и лекарственной толерантности у бактерий. Крит. Преподобный Биохим. Мол. биол. 49, 91–101. дои: 10.3109/10409238.2013.869543

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хан, С., Саллум, У. В., Чжэн, X., Нау, Г. Дж., и Хасан, Т. (2014). Быстрое оптическое определение активности бета-лактамаз и антибиотиков. ВМС микробиол. 14:84. дои: 10.1186/1471-2180-14-84

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Хошнуд, С., Хейдари М., Асади А., Сулеймани С., Мотахар М., Савари М. и др. (2019). Обзор механизма действия, резистентности, синергизма и клинических последствий мупироцина против Staphylococcus aureus . Биомед. Фармацевт. 109, 1809–1818 гг. doi: 10.1016/j.biopha.2018.10.131

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Kime, L., Randall, C.P., Banda, F.I., Coll, F., Wright, J., Richardson, J., et al. (2019). Временное подавление устойчивости к антибиотикам в результате мутации представляет собой значительный потенциальный источник непредвиденной терапевтической неудачи. MBio 10:e01755-19. doi: 10.1128/mBio.01755-19

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Кляйн, Э.Ю., Мохика, Н., Цзян, В., Косгроув, С.Е., Септимус, Э., Морган, Д.Дж., и соавт. (2017). Тенденции госпитализаций, вызванных метициллин-резистентным Staphylococcus aureus , в США, 2010–2014 гг. клин. Заразить. Дис. 65, 1921–1923 гг. doi: 10.1093/cid/cix640

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Клевенс, Р.М., Моррисон М.А., Надле Дж., Пети С., Гершман К. , Рэй С. и соавт. (2007). Инвазивная метициллин-резистентная инфекция Staphylococcus aureus в США. JAMA 298, 1763–1771. дои: 10.1001/jama.298.15.1763

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Крюгер, В.А., и Унертль, К.Е. (2002). [Новый вариант лечения грамположительных инфекций у пациентов в критическом состоянии — обзор по сравнению с линезолидом]. Анастезиол Интенсивмед Нотфалмед Шмерцтер 37, 199–204.doi: 10.1055/s-2002-25077

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лакхунди, С., и Чжан, К. (2018). Метициллин-резистентный штамм Staphylococcus aureus : молекулярная характеристика, эволюция и эпидемиология. клин. микробиол. Ред. 31:e00020–18. doi: 10.1128/CMR.00020-18

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лазарис, А., Коулман, Д. К., Кернс, А. М., Пишон, Б., Кинневи, П. М., Эрлс, М.Р. и др. (2017). Новые мультирезистентные плазмиды cfr в линезолидорезистентном, метициллин-резистентном эпидермальном штамме Staphylococcus epidermidis и ванкомицин-резистентном Enterococcus faecium (VRE) из госпитальной вспышки: совместное размещение cfr и optrA в Vre. J. Антимикроб. Чемотер. 72, 3252–3257. doi: 10.1093/jac/dkx292

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, Ю. Д., и Парк, Дж. Х. (2016). Конверсия фагов для определения устойчивости к бета-лактамным антибиотикам Staphylococcus aureus из пищевых продуктов. J. Microbiol. Биотехнолог. 26, 263–269. doi: 10.4014/jmb.1508.08042

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лекшми, М., Аммини, П., Аджей, Дж., Сэнфорд, Л.М., Шреста, У., Кумар, С., и др. (2018). Модуляция противомикробных эффлюксных насосов основного надсемейства фасилитаторов в Staphylococcus aureus . АИМС микробиол. 4, 1–18. doi: 10. 3934/микробиол.2018.1.1

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лесса, Ф.C., Mu, Y., Ray, S.M., Dumyati, G., Bulens, S., Gorwitz, R.J., et al. (2012). Влияние метициллин-резистентного Staphylococcus aureus USA300 на клинические исходы у пациентов с пневмонией или инфекциями кровотока, связанными с центральной линией. клин. Заразить. Дис. 55, 232–241. doi: 10.1093/cid/cis408

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ли, Дж., Хе, С., Ян, З. и Лу, К. (2017). Фармакокинетика и проникновение норванкомицина в спинномозговую жидкость у взрослых пациентов из Китая. Междунар. Дж. Антимикроб. Агенты 49, 603–608. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2017.01.014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли, М., Цзоу, П., Тайнер, К., и Ли, С. (2017). Физиологически обоснованное фармакокинетическое (PBPK) моделирование фармацевтических наночастиц. AAPS J. 19, 26–42. doi: 10.1208/s12248-016-0010-3

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ли Н., Луо М., Фу Ю. Дж., Зу Ю. Г., Wang, W., Zhang, L., et al. (2013). Влияние корилагина на проницаемость мембран Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans . Фитотерм. Рез. 27, 1517–1523. doi: 10.1002/ptr.4891

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Лин, Д. М., Коскелла, Б., и Лин, Х. К. (2017). Фаготерапия: альтернатива антибиотикам в эпоху множественной лекарственной устойчивости. Мир J. Гастроинтест. Фармакол. тер. 8, 162–173. дои: 10.4292/wjgpt.v8.i3.162

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Линдси, Дж. А. (2013). Госпитальный MRSA и устойчивость к антибиотикам — что мы узнали из геномики? Междунар. Дж. Мед. микробиол. 303, 318–323. doi: 10.1016/j.ijmm.2013.02.005

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мартинес, Н. , Луке, Р., Милани, К., Вентура, М., Бануэлос, О., и Марголлес, А. (2018).Ген, гомологичный генам рРНК-метилазы, придает устойчивость к эритромицину и клиндамицину у bifidobacterium breve. Заяв. Окружающая среда. микробиол. 84, 166–176. doi: 10.1128/AEM.02888-17

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Матано, Л.М., Моррис, Х.Г., Хессер, А.Р., Мартин, С.Е.С., Ли, В., Оуэнс, Т.В., и соавт. (2017). Антибиотик, ингибирующий АТФазную активность АТФ-связывающего кассетного переносчика путем связывания с удаленным внеклеточным участком. Дж. Ам. хим. соц. 139, 10597–10600. doi: 10.1021/jacs.7b04726

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Матоно, Т., Нагасима, М., Мезаки, К., Мотохаси, А., Куцуна, С., Хаякава, К., и другие. (2018). Молекулярная эпидемиология продукции бета-лактамаз у чувствительного к пенициллину Staphylococcus aureus в условиях высокой чувствительности. Дж. Заражение. Чемотер. 24, 153–155. doi: 10.1016/j.jiac.2017.10.014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Медиавилла, Дж.Р., Чен Л., Матема Б. и Крайсвирт Б. Н. (2012). Глобальная эпидемиология внебольничного метициллин-резистентного золотистого стафилококка (CA-MRSA). Курс. мнение микробиол. 15, 588–595. doi: 10.1016/j.mib.2012.08.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Мичек, С. Т. (2007). Альтернативы ванкомицину для лечения инфекций, устойчивых к метициллину Staphylococcus aureus . клин. Заразить. Дис . 45 (Приложение 3): S184–90.дои: 10.1086/519471

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Михилс, Дж. Э., Ван ден Берг, Б., Верстратен, Н., и Михилс, Дж. (2016). Молекулярные механизмы и клинические последствия бактериальной персистенции. Препарат. Сопротивляться. Обновить. 29, 76–89. doi: 10.1016/j. drup.2016.10.002

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Mo, X.N., Li, J.G., Tang, Y.C., Zhang, Y., Zhu, J.X., Tan, S.Q., et al. (2007).[Действие системы активного оттока на множественную лекарственную устойчивость у устойчивых к метициллину Staphylococcus aureus ]. Чжунхуа Цзе Хе Хе Ху Си За Чжи 30, 40–43.

Реферат PubMed | Академия Google

Накаминами Х., Такадама С., Окита М., Сасаки М. и Ногучи Н. (2019). Быстродействующая бактерицидная активность оланексидина глюконата в отношении qacA/B-положительных метициллин-резистентных Staphylococcus aureus . J. Med. микробиол. 68, 957–960.doi: 10.1099/jmm.0.000979

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ногучи Н., Сува Дж., Наруи К., Сасацу М., Ито Т., Хирамацу К. и др. (2005). Восприимчивость к антисептическим агентам и распространение генов антисептической устойчивости qacA/B и smr метициллин-резистентного Staphylococcus aureus , выделенного в Азии в 1998 и 1999 гг. J. Med. Микробиол . 54 (часть 6): 557–565. doi: 10.1099/jmm.0.45902-0

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Нути, Р., Гоуд Н.С., Сарасвати А.П., Алвала Р. и Алвала М. (2017). Антимикробные пептиды: многообещающая терапевтическая стратегия борьбы с устойчивостью к противомикробным препаратам. Курс. Мед. хим. 24, 4303–4314. дои: 10.2174/0929867324666170815102441

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Перес-Перес М., Хорхе П., Перес Родригес Г., Перейра М. О. и Лоуренко А. (2017). Ингибирование чувства кворума в биопленках Pseudomonas aeruginosa : новые идеи с помощью сетевого анализа. Биообрастание 33, 128–142. дои: 10.1080/084.2016.1272104

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Пишеро, С., и Роуз, У. Э. (2010). Инвазивные внебольничные инфекции MRSA: эпидемиология и антимикробное лечение. Экспертное заключение. Фармацевт. 11, 3009–3025. дои: 10.1517/14656566.2010.511614

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рамос-Мартин В., Джонсон А., МакЭнти Л., Farrington, N., Padmore, K., Cojutti, P., et al. (2017). Фармакодинамика тейкопланина против MRSA. J. Антимикроб. Чемотер. 72, 3382–3389. doi: 10.1093/jac/dkx289

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Райнер, К., и Мункхоф, В. Дж. (2005). Антибиотики, используемые в настоящее время для лечения инфекций, вызванных Staphylococcus aureus . Интерн. Мед. Дж . 35 (Приложение 2): S3–16. doi: 10.1111/j.1444-0903.2005.00976.x

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сато, А., Ямагучи Т., Хамада М., Оно Д., Сонода С., Осиро Т. и др. (2019). Морфологическая и биологическая характеристика биопленки Staphylococcus aureus , сформированной в присутствии плазмы. Микроб. Препарат, средство, медикамент. Сопротивляться. 25, 668–676. doi: 10.1089/mdr.2019.0068

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Саксена П., Джоши Ю., Рават К. и Бишт Р. (2019). Биопленки: архитектура, устойчивость, определение кворума и механизмы контроля. Индиан Дж.микробиол. 59, 3–12. doi: 10.1007/s12088-018-0757-6

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сазданович П., Янкович С. М., Костич М., Димитриевич А. и Стефанович С. (2016). Фармакокинетика линезолида у пациентов в критическом состоянии. Экспертное заключение. Препарат, средство, медикамент. Метаб. Токсикол. 12, 595–600. дои: 10.1517/17425255.2016.1170807

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шульте, Р. Х., и Мансон, Э.(2019). Образцы резистентности Staphylococcus aureus в Висконсине: отчет программы наблюдения за микроорганизмами в Висконсине на предмет тенденций устойчивости к противомикробным препаратам и эпидемиологии (SWOTARE) за 2018 год. клин. Мед. Рез . 17, 72–81. doi: 10.3121/cmr.2019.1503

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Сейфи, С., и Хошбахт, Р. (2016). Преобладание детерминант устойчивости к тетрациклину у выделенных бройлеров Escherichia coli в Иране. Бр. Поулт. науч. 57, 729–733. дои: 10.1080/00071668.2016.1232478

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Северин А., Табей К., Теновер Ф., Чанг М., Кларк Н. и Томаш А. (2004). Высокий уровень устойчивости к оксациллину и ванкомицину и измененный состав клеточной стенки у Staphylococcus aureus , несущего комплекс генов стафилококка mecA и энтерококка vanA. Дж. Биол. хим. 279, 3398–3407. doi: 10.1074/jbc.M309593200

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шан, В., Ху, К., Юань, В., Ченг, Х., Ян, Дж., Ху, З., и др. (2016). Сравнительная приспособленность и детерминанты характерной лекарственной устойчивости штаммов ST239-MRSA-III-t030 и ST239-MRSA-III-t037, выделенных в Китае. Микроб. Препарат, средство, медикамент. Сопротивляться. 22, 185–192. doi: 10.1089/mdr.2015.0226

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Шлезингер М., Халифа Л., Houri-Haddad, Y., Coppenhagen-Glazer, S., Resch, G., Que, Y.A., et al. (2017). Фаготерапия: новый горизонт в антибактериальном лечении оральных патогенов. Курс. Верхняя. Мед. хим. 17, 1199–1211. дои: 10.2174/1568026616666160930145649

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Стефани, С., Колокольня, Ф., Сантагати, М., Меццатеста, М.Л., Кафизо, В., и Пачини, Г. (2015). Понимание и клинические перспективы устойчивости к даптомицину у Staphylococcus aureus : обзор имеющихся доказательств. Междунар. Дж. Антимикроб. Агенты 46, 278–289. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2015.05.008

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Tayeb-Fligelman, E., Tabachnikov, O., Moshe, A. , Goldshmidt-Tran, O., Sawaya, M.R., Coquelle, N., et al. (2017). Цитотоксический Staphylococcus aureus PSMalpha3 обнаруживает кросс-альфа-амилоидоподобную фибриллу. Наука 355, 831–833. doi: 10.1126/science.aaf4901

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Тайсон, Г.H., Sabo, J.L., Hoffmann, M., Hsu, C.H., Mukherjee, S., Hernandez, J., et al. (2018). Новые плазмиды устойчивости к линезолиду у энтерококков от пищевых животных в США. J. Антимикроб. Чемотер. 73, 3254–3258. doi: 10.1093/jac/dky369

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван Дж., Пан Ю., Шен Дж. и Сюй Ю. (2017). Эффективность и безопасность тигециклина для лечения инфекций кровотока: систематический обзор и метаанализ. Энн. клин. микробиол. Антимикроб. 16:24. doi: 10.1186/s12941-017-0199-8

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ван, К., Ян, К. , Ву, В. (2020). Стеганографический аптасенсор на основе графена для обработки информации и мониторинга токсинов биопленки в пищевых продуктах. Фронт. Микробиол . 10:3139. doi: 10.3389/fmicb.2019.03139

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Ву, В., Ю, К., Чен, Дж., Ян, К.(2020). Флуорометрическое обнаружение ионов меди с использованием клик-химии и целевого соединения расщепленных фрагментов ДНКзима. Междунар. Дж. Окружающая среда. Аналитик. хим. 100, 324–332. дои: 10.1080/03067319.2019.1636977

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Ян, Дж. Дж., Ченг, А., Тай, Х. М., Чанг, Л. В., Хсу, М. К., и Шэн, У. Х. (2019). Избранные мутации в результате воздействия немоноксацина и фторхинолона среди соответствующих штаммов грамположительных бактерий на Тайване. Микроб.Сопротивление наркотикам. 26, 110–117. doi: 10.1089/mdr.2019.0048

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Инь, С. Л., Чанг, Ю. Дж., Дэн, С. П., Ван, К. К., Ю, В. Г., и Гонг, К. Х. (2011). [Прогресс исследований новых антибактериальных препаратов, нацеленных на системы восприятия бактериального кворума]. Яо Сюэ Сюэ Бао 46, 613–621.

Реферат PubMed | Академия Google

Сарате С.Г., Моралес П., Свидерек К., Боланос-Гарсия В.М. и Бастида А.(2019). Подход к молекулярному моделированию для выявления новых ингибиторов основного суперсемейства фасилитаторов транспортеров эффлюксной помпы. Антибиотики 8:25. doi: 10.3390/антибиотики8010025

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Зенг Д., Дебабов Д., Хартселл Т. Л., Кано Р. Дж., Адамс С., Шайлер Дж. А. и соавт. (2016). Одобренные гликопептидные антибактериальные препараты: механизм действия и резистентность. Гавань Колд Спринг. Перспектива. Мед. 6:а026989.doi: 10.1101/cshperspect.a026989

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Антибиотики, акне и золотистый стафилококк Колонизация | прыщи | JAMA Дерматология

Цели  Определить частоту колонизации Staphylococcus aureus среди пациентов с акне и сравнить модели восприимчивости между пациентами, принимающими антибиотики, и теми, кто не принимает антибиотики.

Дизайн Опрос (перекрестное) исследование пациентов, получавших лечение от акне.

Установка  Амбулаторная дерматологическая практика

Участники  В исследование были включены 83 пациента, которые проходили лечение и обследование по поводу акне.

Показатель основного результата Колонизация носа или горла S aureus.

Результаты  В общей сложности 36 из 83 участников (43%) были колонизированы S aureus .У двух из 36 пациентов (6%) был метициллин-резистентный S. aureus ; 20 (56%) имели S aureus исключительно в горле; 9 (25%) имели S aureus исключительно в носу; и 7 (19%) имели S aureus как в носу, так и в горле. Когда пациентов с акне, которые принимали антибиотики, сравнивали с теми, кто их не принимал, отношение шансов распространенности колонизации S. aureus составило 0,16 (95% доверительный интервал [ДИ], 0,08–1,37) после 1–2 месяцев воздействия и увеличилось до 0. 52 (95% ДИ, 0,12–2,17) после 2 месяцев воздействия ( P  = 0,31). Многие из изолятов S. aureus были устойчивы к лечению клиндамицином и эритромицином (40% и 44% соответственно), особенно назальные изоляты. Очень немногие показали резистентность (<10%) к лечению тетрациклиновыми антибиотиками.

Заключение  В отличие от современной догмы о длительном применении противомикробных препаратов, длительное применение тетрациклиновых антибиотиков, обычно используемых для лечения акне, снижало распространенность колонизации S. aureus и не повышало резистентность к тетрациклиновым антибиотикам.

S taphylococcus aureus — это повсеместно распространенный микроорганизм, который встречается как в больницах, так и в общественных местах. 1 ,2 Хотя S. aureus колонизирует кожу, он также может вызывать локальные кожные инфекции и опасные для жизни системные инфекции. 1 ,2 В свое время он был чувствителен ко многим антибиотикам и противомикробным препаратам. Однако из-за его способности адаптироваться к этим методам лечения и становиться устойчивым, в настоящее время существуют клинические сценарии, в которых остается мало терапевтических вариантов для лечения этого организма.Таким образом, устойчивый к метициллину штамм S aureus (MRSA) стал обычным явлением. 1 ,2

Колонизация S. aureus в целом относительно широко распространена, примерно 40-50% популяции в целом колонизированы, но, к счастью, в сообществе организмы MRSA колонизируют менее 5% популяции. 1 Пациенты с акне, как правило, молодые и здоровые и часто подвергаются длительному воздействию антибиотиков из-за длительной антибиотикотерапии, пероральной (например, тетрациклин, эритромицин, триметоприм-сульфаметоксазол) и/или местной (например, клиндамицин или эритромицин) , является стандартом лечения акне. 3 -5 Некоторые антибиотики, используемые для лечения акне, также входят в число тех, которые рекомендуются для лечения внебольничных инфекций MRSA (CA-MRSA). 1 ,4 ,6 Согласно показателям среди населения в целом, примерно от одной трети до половины пациентов с акне, вероятно, будут колонизированы S aureus . 7 Таким образом, эти пациенты могут стать резервуаром CA-MRSA, а также источником неустойчивых к CA-MRSA штаммов S aureus .

Одной из причин появления MRSA может быть длительное воздействие антибиотиков и противомикробных препаратов. Например, длительное воздействие антибиотиков, используемых для лечения акне, может создать давление на организмы, колонизирующие кожу, такие как S aureus , чтобы они адаптировались и стали резистентными. Цели этого исследования состояли в том, чтобы определить распространенность колонизации S. aureus у пациентов с акне и оценить фенотипы резистентности (т. е. те, которые чувствительны к метициллину, эритромицину, тетрациклинам и триметоприм-сульфаметоксазолу) S. aureus . .Мы также попытались сравнить модели восприимчивости между пациентами с акне, которые принимают антибиотики, и теми, кто не использует антибиотики.

Население и сбор данных

Это перекрестное исследование с участием 83 последовательных добровольных пациентов с клинически диагностированным акне, которые активно проходили лечение в Университете Пенсильвании, Филадельфия.Пациенты были набраны из дерматологической клиники Университета Пенсильвании, и к ним подошли в конце визита в клинику. От всех участников было получено информированное согласие, одобренное институциональным наблюдательным советом Пенсильванского университета. Ни один пациент не был исключен из включения в исследование.

Всем участникам было предложено заполнить исчерпывающую анкету; все прошли визуальный осмотр на предмет наличия и степени тяжести акне; и у всех были проведены посев мазков из ротоглотки и носа на S aureus .В форме комплексного обследования оценивались возраст, пол, раса/этническая принадлежность, акне в анамнезе, лечение акне в анамнезе, текущее или недавнее применение антибиотиков, показания к применению любых антибиотиков, продолжительность применения антибиотиков и любые перенесенные в прошлом инфекции кожи или мягких тканей, связанные с золотистый .

Образцы были получены с помощью стерильного флокированного тампона из полиэстера с волокнистым наконечником, предварительно смоченного транспортным раствором (Copan eSwab Liquid Amies Transport System; Copan Diagnostics, Corona, California).Образцы брали из носовых ходов, вращая тампон 5 раз в каждой ноздре и слегка соскабливая каждый квадрант слизистой оболочки носа. Они были получены из ротоглотки путем взятия мазка из каждой миндалины, а также из задней части глотки с помощью тампона, отличного от того, который использовался для носа. Образцы помещали в раствор для транспортировки и вручную доставляли в лабораторию в течение 4 часов после сбора. Затем тампон в транспортной системе встряхивали для получения гомогенной суспензии. Затем 100 мкл суспензии переносили на селективный и дифференциальный планшет S aureus (среда BBL CHROMagar S aureus ; BD Diagnostic Systems, Франклин Лейкс, Нью-Джерси), а еще 100 мкл переносили на среду для обнаружения MRSA (среда BBL CHROMagar MRSA; BD Diagnostic Systems). Затем на планшеты наносили штрихи и инкубировали при 37 °C в течение до 48 часов, после чего их считывали на наличие S aureus , а также организмов MRSA. Для тех образцов, которые оказались положительными в отношении S. aureus , было проведено тестирование чувствительности с использованием диско-диффузионного теста с клиндамицином, эритромицином, триметоприм-сульфаметоксазолом, ципрофлоксацином, тетрациклином, доксициклином и миноциклином. Для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам использовались стандартные методы тестирования чувствительности дисковой диффузии, включая определение индуцируемой устойчивости к клиндамицину. 8

Первичное воздействие было определено с помощью формы опроса на основе отчета пациента и документации по крайней мере 1 месяц текущего перорального или местного применения антибиотиков (например, тетрациклинов, эритромицина, клиндамицина) для лечения акне. Другие виды воздействия также оценивались как смешанные переменные, перечисленные ниже.

Результат и смешанные переменные

Интересующим нас результатом была положительная культура S aureus из носа или горла, которую затем оценивали на устойчивость к метициллину.Смешение оценивали по возрасту, полу, расе/этнической принадлежности, наличию и тяжести акне, пероральному и/или местному применению антибиотиков для лечения акне и наличию диабета.

Первоначальный анализ каждой переменной состоял из характеристики распределения этого фактора. Характеристика зависела от данных и заключалась в оценке среднего значения (стандартного отклонения) для каждой оценки. Первоначальные одномерные оценки ассоциации, при необходимости, выполнялись с использованием таблиц 2 × 2 и статистики Мантеля-Хензеля.Для переменных с более чем 1 категорией была выполнена статистика R   × C χ 2 . Наш основной вопрос заключался в оценке влияния различных факторов риска, особенно перорального применения антибиотиков при акне, на развитие как метициллин-чувствительного S. aureus , так и колонизации MRSA.

Для оценки степени связи данного фактора риска с интересующим исходом были созданы модели логистической регрессии с одной и несколькими переменными.Были оценены как нескорректированные (из логистической модели с двумя переменными), так и полностью скорректированные (из логистической модели с несколькими переменными) отношения шансов распространенности (pOR) с 95% доверительными интервалами (ДИ). Выбор переменных для многопараметрической модели априори основывался на целенаправленном отборе. Все ковариаты, считавшиеся клинически важными, были включены в исходную многофакторную модель. В модель систематически добавлялись дополнительные ковариаты, и если pOR менялся более чем на 15%, то эта конкретная ковариата сохранялась для окончательной многомерной модели. 9 В конечном итоге переменные удалялись, если они не оказывали влияния (изменение <15%) на pOR. Значения считались значимыми при P  < 0,05. Статистический анализ проводили с помощью программного обеспечения Stata версии 11.0 (StataCorp, College Station, Texas).

Средний возраст в нашей исследуемой популяции составил 24 года (средний [SD] возраст, 25,6 [9,5] лет). Среди участников было 51 женщина и 32 мужчины (таблица 1). Из 83 участников 28 (34%) использовали местные антибиотики, а 23 (28%) использовали пероральные антибиотики для лечения акне на момент регистрации.В общей сложности 36 (43%) получали местный или пероральный антибиотик для лечения акне. Девять участников (11%) получали антибиотики по причинам, не связанным с акне, в течение предыдущих 30 дней.

Тридцать шесть из 83 участников (43%) были колонизированы S aureus , 2 из 36 (6%) — MRSA. Двадцать участников (56%) имели S aureus исключительно в горле; 9 (25%) имели S aureus исключительно в носу; и у 7 (19%) было S aureus как в носу, так и в горле (таблица 2). Оба образца взяты из горла 2 пациентов с колониями MRSA (таблица 2).

Участники, которые в настоящее время использовали пероральные антибиотики для лечения акне, имели значительно меньшую вероятность колонизации S aureus (5 из 23 [22%]), чем участники с акне, которые не использовали пероральные антибиотики (31 из 60 [52%]). ) (pOR, 0,26; 95% ДИ, 0,09–0,79). В целом, те, кто использовал местные антибиотики для лечения акне, также с меньшей вероятностью были колонизированы S aureus (pOR, 0.30; 95% ДИ, 0,11-0,82). В целом, использование любых антибиотиков (пероральных или местных) для лечения акне было связано со снижением риска колонизации S. aureus (pOR, 0,31; 95% ДИ, 0,12-0,79).

Индивидуальные переменные были выбраны априори для проверки на смешивание. Ни одна из добавленных переменных (возраст, пол, латиноамериканское происхождение, степень тяжести акне или раса/этническая принадлежность) не имела прямой связи со скоростью колонизации S. aureus (т.е. любое изменение в оценке эффекта между воздействием антибиотика и присутствие S. aureus было менее 15%).Поэтому мы сообщаем только наши нескорректированные оценки. В качестве вторичного анализа мы рассмотрели, как долго пациенты принимают пероральные антибиотики и как это связано с колонизацией S. aureus . Продолжительность текущего воздействия была разделена на пероральные антибиотики в течение 2 или менее месяцев или более 2 месяцев. Из 7 пациентов, принимавших пероральные антибиотики менее 2 месяцев, только 1 (14%) был колонизирован S. aureus . Из 10 пациентов, принимавших пероральные антибиотики более 2 месяцев, 3 (30%) были колонизированы S. aureus .Когда пациентов с акне, употреблявших наркотики, сравнивали с лицами, не употреблявшими наркотики, pOR для колонизации S. aureus составил 0,16 (95% ДИ, 0,08–1,37) после 1–2 месяцев воздействия и увеличился до 0,52 (95% ДИ, 0,12). -2,17) через 2 мес экспозиции. Тест на тенденцию не был статистически значимым ( P  = 0,31). Многие из изолятов S. aureus были устойчивы к клиндамицину и эритромицину (39,5% и 44,2% соответственно), особенно назальные изоляты. Низкие показатели устойчивости к противомикробным препаратам (<10%) были обнаружены для всех других протестированных антибиотиков (таблица 3).

В предыдущих исследованиях мы наблюдали связь между использованием пероральных антибиотиков для лечения акне и самоотчетом о «больном горле» за 30 дней до исследования. 10 ,11 Мы отметили pOR 1,57 (95% ДИ, 0,50-4,90) для боли в горле среди пациентов, получавших пероральные антибиотики. Этот вывод не был статистически значимым, но оценка эффекта была аналогична оценке в наших предыдущих исследованиях. Интересно, что те пациенты, которые были колонизированы S aureus , реже сообщали о недавнем фарингите в анамнезе (pOR, 0.13; 95% ДИ, 0,03-0,59).

Длительное использование пероральных антибиотиков для лечения акне является обычной практикой, которая может иметь некоторые неблагоприятные последствия. 11 ,12 В непрофессиональной прессе высказывалась озабоченность по поводу длительного применения антибиотиков и создания микробов с множественной лекарственной устойчивостью. 13 В нашем исследовании мы обнаружили, что общие показатели колонизации как для S aureus (43%), так и для CA-MRSA (2%) были аналогичны предыдущим оценкам. 7 ,14 Длительное применение антибиотиков снизило распространенность колонизации S. aureus почти на 70% (pOR, 0,31; 95% CI, 0,12-0,79). Снижение скорости колонизации было отмечено при использовании как пероральных, так и местных антибиотиков. Менее 10% изолятов S. aureus были устойчивы к тетрациклинам, семейству антибиотиков, наиболее часто используемых для лечения акне. Резистентность к эритромицину и клиндамицину в основном преобладала среди наших изолятов и отмечалась у больных, принимавших и не принимавших антибиотики.Наконец, способность идентифицировать пациентов, колонизированных S. aureus , повышается за счет культивирования из 2 мест.

Колонизация с помощью S aureus в целом относительно распространена, поскольку примерно от 40% до 50% людей будут колонизированы. 1 ,14 ,15 Однако MRSA колонизирует менее 5% пациентов, а колонизация CA-MRSA зависит от географического положения и сопутствующих заболеваний. 1 ,2,16 Предыдущие исследования Levy et al. 7 ,17 изучали показатели колонизации S aureus у молодых здоровых популяций, сходных с нашей исследуемой популяцией.Они рассматривали как акне, так и неакне, но получали культуры только из ротоглотки. Наблюдаемая нами частота колонизации ротоглотки, составляющая 30 %, аналогична полученным ими данным, поскольку они обнаружили 29 % колонизации S aureus у пациентов с акне и 26,2 % у пациентов без акне, но, поскольку им не удалось взять пробы из ноздрей, их общая скорость колонизации была ниже. 17 Леви и его коллеги также исследовали разницу между принимавшими и не принимавшими антибиотики у пациентов с акне и действительно обнаружили, что принимавшие антибиотики имели более низкую скорость колонизации (22% против 29%), но их результаты не были статистически значимыми, возможно, потому, что они брали пробы только из ротоглотки. 15 ,18 -20 В одном исследовании, проведенном Levy et al, 7 , а также в нашем текущем исследовании использование антибиотиков для лечения акне, как пероральных, так и местных, было связано со снижением Скорость колонизации S aureus . В нашем исследовании использование пероральных антибиотиков показало самую сильную отрицательную связь с колонизацией S aureus с pOR 0,26 ( P  = 0,02; 95% ДИ, 0,09–0,79).

Предполагая, что устойчивость к антибиотикам приобретается с течением времени, мы оценили связь времени воздействия пероральных антибиотиков со статусом колонизации. Мы предположили, что частота колонизации S. aureus будет выше среди пациентов, получавших пероральные антибиотики в течение более длительного времени (более 2 месяцев воздействия для лечения акне) из-за устойчивости к антибиотикам. Двухмесячный период был выбран, чтобы различать краткосрочное и долгосрочное воздействие антибиотиков; однако статистически значимой разницы не было показано ( P  = 0,31). Возможно, была установлена ​​тенденция, заключающаяся в том, что у 14% пациентов, которые принимали пероральные антибиотики в течение 2 месяцев или менее, были колонии по сравнению с 30% пациентов, которые принимали пероральные антибиотики более 2 месяцев.Однако вопреки тому, что можно было бы ожидать, исходя из опасений, что резистентность микробов повышается после длительного воздействия антибиотиков, ни разу скорость колонизации S aureus не была выше у пациентов, получавших антибиотикотерапию, чем у тех, кто ее не получал. получающих антибактериальную терапию.

Механизм, ответственный за снижение колонизации S. aureus , отмеченное в этом исследовании, вероятно, прост (например, антибиотики тетрациклинового ряда активны как против S. aureus , так и против MRSA, а резистентность развивается плохо).С течением времени была отмечена тенденция к увеличению темпов колонизации, но эта тенденция не была статистически значимой. Изоляты S. aureus часто были устойчивы к лечению клиндамицином и эритромицином. Эти изоляты, скорее всего, были получены от пациентов, которые использовали антибиотики для лечения акне. 14 Однако не было выявлено высоких уровней устойчивости к другим испытанным антибиотикам, таким как тетрациклины и триметоприм-сульфаметоксазол. В целом, пациенты, которые использовали антибиотики для лечения акне, были менее склонны к колонизации.В будущем проспективные исследования, изучающие статус колонизации S aureus сразу после начала антибактериальной терапии еженедельно, могут помочь выяснить, существует ли точка, после которой колонизация S aureus увеличивается с увеличением продолжительности лечения. использовать.

Необходимо оценить несколько анатомических локализаций на наличие S aureus . Как и в других недавних исследованиях, колонизация S aureus была обнаружена только в ротоглотке, а не в передних отделах носа более чем у половины пациентов в нашем исследовании. 15 ,18 ,19 Он был обнаружен в передних отделах носа, но не в ротоглотке у четверти наших пациентов, оставив менее 20% из S aureus – положительных пациентов с колонизацией в обоих передних отделах носа. ноздри и ротоглотки. Этот вывод отличается от недавнего исследования Nakamura et al, 21 , который обнаружил, что 55,7% носителей S aureus в педиатрическом отделении интенсивной терапии были колонизированы в обоих местах. Эта важность культивирования как из ноздрей, так и из горла ставит вопрос о том, смогли ли Levy et al. 7 определить истинную частоту носительства в своей исследуемой популяции.Если бы мы взяли мазок на S aureus только в одном месте, наши результаты могли бы значительно отличаться. Ранее было показано, что чувствительность комбинированных культур из носа и зева к колонизации MRSA составляет 90%. 15 Необходимы дальнейшие исследования для оценки важности культивирования из более чем 2 мест.

Наше исследование имеет некоторые ограничения. Он был ориентирован на пациентов, которые были замечены в дерматологической клинике по поводу акне, поэтому наши результаты не могут быть распространены на всех людей.Мы также не можем быть уверены, что идентифицировали всех пациентов, которые были колонизированы S. aureus , потому что мы брали мазки только из ротоглотки и носовых ходов. Мы не исследовали все временные точки после начала антибактериальной терапии, поэтому возможно, что мы не увидели действительно существующей временной зависимости. Мы рекомендуем провести проспективное исследование, которое следует начать до начала применения антибиотиков для лечения акне, с непрерывными попытками посева с недельными интервалами.

В заключение, в этом перекрестном исследовании изучалась распространенность S. aureus среди здоровых людей с акне.Что касается использования тетрациклиновых антибиотиков, то это противоречит прежней идеологии, согласно которой длительное назначение антибиотиков вызывает увеличение распространенности и резистентности к S. aureus . В частности, в нашем исследовании длительное применение антибиотиков из класса тетрациклинов, которые обычно используются для лечения акне, снижало распространенность колонизации S. aureus и не увеличивало резистентность к антибиотикам тетрациклинового ряда. Будущие исследования следует проводить в отношении других организмов и антибиотиков.

Адрес для переписки: Дэвид Дж. Марголис, доктор медицинских наук, кафедра эпидемиологии и биостатистики, Медицинский факультет Пенсильванского университета, 815 Blockley Hall, 423 Guardian Dr, Philadelphia, PA 19104 ([email protected]) .

Принято к публикации: 2 февраля 2011 г.

Опубликовано в сети: 11 апреля 2011 г. doi:10.1001/archdermatol.2011.67

изучить и взять на себя ответственность за целостность данных и точность анализа данных. Концепция и дизайн исследования : Эдельштейн и Марголис. Получение данных : Фанелли, Эдельштейн и Марголис. Анализ и интерпретация данных : Фанелли, Купперман, Лаутенбах и Марголис. Составление рукописи : Фанелли, Купперман, Эдельштейн и Марголис. Критический пересмотр рукописи на предмет важного интеллектуального содержания : Фанелли, Купперман, Лаутенбах, Эдельштейн и Марголис. Статистический анализ : Фанелли, Купперман, Лаутенбах и Марголис. Получено финансирование : Марголис. Административная, техническая и материальная поддержка : Эдельштейн и Марголис. Надзор за исследованием : Эдельштейн и Марголис.

Раскрытие финансовой информации: Не сообщалось.

Финансирование/поддержка: Это исследование было частично поддержано грантом R01AR051185 Национального института здравоохранения.

Дополнительные материалы: Martha A.C. Edelstein и Andrew Baltus предоставили прекрасную техническую помощь.

1. Делео Ф.Р., Отто М., Крайсвирт Б.Н., Чемберс Х.Ф. Внебольничный метициллинорезистентный Staphylococcus aureus .  Ланцет . 2010;375(9725):1557-156820206987PubMedGoogle ScholarCrossref 2.Chambers HF, Deleo FR. Волны резистентности: Staphylococcus aureus в эпоху антибиотиков. Nat Rev Microbiol . 2009;7(9):629-64119680247PubMedGoogle ScholarCrossref 4.Leyden JJ. Актуальные вопросы антимикробной терапии для лечения акне. J Eur Acad Dermatol Venereol . 2001;15:(дополнение 3) 51-5511843235PubMedGoogle ScholarCrossref 5.Margolis DJ. Антибиотики, прыщи и инфекции верхних дыхательных путей. Краткий обзор проблемы LDI . 2006;11(4):1-416708431PubMedGoogle Scholar6. Оберемок С.С., Шалита А.Р. Вульгарные угри, II: лечение.  Кутис . 2002;70(2):111-11412234157PubMedGoogle Scholar7.Леви Р.М., Лейден Дж.Дж., Марголис Д.Дж. Показатели колонизации Streptococcus pyogenes и Staphylococcus aureus в ротоглотке молодого взрослого населения.  Clin Microbiol Infect . 2005;11(2):153-15515679492PubMedGoogle ScholarCrossref 8.

Институт клинических и лабораторных стандартов. M100-S19: Стандарты эффективности для тестирования чувствительности к противомикробным препаратам: девятнадцатое информационное приложение. Уэйн, Пенсильвания: Институт клинических и лабораторных стандартов; 2009

9. Мальдонадо Г., Гренландия С. Моделирование стратегий выбора вмешивающихся факторов.  Am J Epidemiol . 1993;138(11):923-9368256780PubMedGoogle Scholar10.Bowe WP, Hoffstad O, Margolis DJ. Инфекции верхних дыхательных путей у бытовых контактов больных акне. Дерматология . 2007;215(3):213-21817823518PubMedGoogle ScholarCrossref 11.Margolis DJ, Bowe WP, Hoffstad O, Berlin JA. Лечение акне антибиотиками может быть связано с инфекциями верхних дыхательных путей. Арч Дерматол . 2005;141(9):1132-113616172310PubMedGoogle ScholarCrossref 12.Margolis DJ, Hoffstad O, Bilker W. Связь или отсутствие связи между антибиотиками класса тетрациклинов, используемыми для лечения обыкновенных угрей и красной волчанки. Бр Дж Дерматол . 2007;157(3):540-54617596147PubMedGoogle ScholarCrossref 13.

Interlandi J. У нас заканчиваются антибиотики? Newsweek . 7 декабря 2010 г.: 46-50

14. Мендес Р.Э., Садер Х.С., Дешпанде Л.М., Дьеп Б.А., Чемберс Х.Ф., Джонс Р.Н. Характеристика исходных устойчивых к метициллину изолятов Staphylococcus aureus , выделенных в ходе клинических испытаний фазы IV для линезолида. J Clin Microbiol . 2010;48(2):568-57419940054PubMedGoogle ScholarCrossref 15.Лаутенбах Э., Начамкин И., Ху Б., и другие. Контрольные культуры для выявления метициллин-резистентного Staphylococcus aureus : диагностический результат анатомических участков и сравнение образцов, собранных поставщиком и пациентом.  Эпидемиол инфекционного контроля . 2009;30(4):380-382178PubMedGoogle ScholarCrossref 16.Lautenbach E, Zaoutis T. Предотвращение заражения MRSA в обществе. Краткий обзор проблемы LDI . 2009;14(6):1-419780236PubMedGoogle Scholar17.Леви Р.М., Хуан Э.Ю., Ролинг Д., Лейден Дж.Дж., Марголис Д.Дж.Влияние антибиотиков на флору ротоглотки у больных акне. Арч Дерматол . 2003;139(4):467-47112707094PubMedGoogle ScholarCrossref 18.Widmer AF, Mertz D, Frei R. Необходимость скрининга как носа, так и горла для выявления метициллин-резистентного Staphylococcus aureus колонизации у пациентов при поступлении в отделение интенсивной терапии. Блок. J Clin Microbiol . 2008;46(2):83518252860PubMedGoogle ScholarCrossref 19.Marshall C., Spelman D. Re: необходим ли скрининг горла для выявления метициллин-резистентного штамма Staphylococcus aureus у пациентов при поступлении в отделение интенсивной терапии? J Clin Microbiol .2007;45(11):385517728478PubMedGoogle ScholarCrossref 20.Mertz D, Frei R, Jaussi B, и другие. Мазки из горла необходимы для надежного выявления носителей Staphylococcus aureus .  Клин Infect Dis . 2007;45(4):475-47717638197PubMedGoogle ScholarCrossref 21.Накамура М.М., МакАдам А.Дж., Сандора Т.Дж., Морейра К.Р., Ли Г.М. Более высокая распространенность фарингеального, чем назального носительства Staphylococcus aureus в детских отделениях интенсивной терапии. J Clin Microbiol . 2010;48(8):2957-295
  • 3867PubMedGoogle ScholarCrossref

    Выявление и лечение резервуара золотистого стафилококка in vivo | Журнал экспериментальной медицины

    Катетер в хвостовую вену вводили мышам после анестезии 200 мг/кг кетамина (Bayer Animal Health) и 10 мг/кг -1 ксилазина (Bimeda-MTC). Хирургическую подготовку печени для прижизненной визуализации проводили, как описано ранее (Wong et al., 2011). Температуру тела мыши поддерживали на уровне 37°С с помощью нагревательного столика. Получение изображений было выполнено с использованием инвертированного микроскопа Olympus IX81, оснащенного приводом фокусировки Olympus и моторизованным предметным столиком (Applied Scientific Instrumentation), а также моторизованной турелью объектива, оснащенной 4×/0,16 UPLANSAPO, 10×/0,40 UPLANSAPO и 20×/. 0,70 UPLANSAPO и соединенный с конфокальным световым трактом (WaveFx; Quorum Technologies) на основе модифицированной головки Yokogawa CSU-10 (Yokogawa Electric Corporation).Клетки-мишени визуализировали с использованием флуоресцентно окрашенных антител или флуоресцентных репортерных бактерий. Как правило, KC и нейтрофилы окрашивали внутривенно. инъекция 2,5 мкг анти-F4-80 или 3,5 мкг анти-ly6G флуоресцентных конъюгированных моноклональных антител. Длины волн лазерного возбуждения 491, 561, 642 и 730 нм (Cobolt) использовались в быстрой последовательности вместе с соответствующими полосовыми фильтрами (Semrock). Камера EMCCD 512 × 512 пикселей с утонением сзади использовалась для обнаружения флуоресценции (Hamamatsu). Программное обеспечение Volocity (Perkin Elmer) использовалось для управления конфокальным микроскопом и для 3D-рендеринга, получения и анализа изображений.Для улавливания/подкисления бактерий и образования АФК перед инъекцией бактерий выбирали пять случайных полей зрения (FOV) с объективом 10×. Получение изображений составляло 3 м -1 , после 1 м получения фоновых изображений бактерии/биочастицы были внутривенно. вводили мышам. Функция поиска объектов в программном обеспечении Volocity использовалась для идентификации отдельных захваченных бактерий, биочастиц и репортерных бактерий с помощью KC (F4/80 + клеток в печени) и для определения количества флуоресценции на частицу.Процент подкисленных частиц или окисленных MRSA в клетках F4/80 + рассчитывали по общему количеству идентифицированных частиц/бактерий из эталонного флуорофора (при необходимости вычитали аутофлуоресцентные пятна) и частиц/бактерий, которые со временем стали положительными (2 × фоновая флуоресценция) либо для подкисления (pH-родо), либо для окисления (OxyBURST).

    Механизмы антибиотикорезистентности Staphylococcus aureus

    Исследования

    Staphylococcus aureus является возбудителем многочисленных хронических и трудно поддающихся лечению инфекций, включая остеомиелит (инфекцию костей), эндокардит (инфекцию внутренней оболочки сердца), инфекции постоянных устройств и муковисцидоз легких.Даже при отсутствии резистентности к антибиотику эти инфекции плохо поддаются лечению и часто требуют хирургического вмешательства. Это связано со способностью S. aureus переносить антибиотики даже в высоких концентрациях. Толерантность отличается от резистентности, поскольку она обычно не закодирована генетически, и клетки не могут расти в присутствии антибиотика. Скорее, поведение клетки, или фенотипическое состояние, позволяет ей выживать в высоких концентрациях антибиотиков в течение длительных периодов времени.Это может привести к рецидиву инфекции после прекращения лечения антибиотиками. Недавняя работа показала, что низкий уровень аденозинтрифосфата (АТФ, основного источника энергии в клетке) приводит к толерантности к антибиотикам S. aureus in vitro.

    Наша цель — определить, как различные факторы инфекционной среды могут вызывать толерантность к антибиотикам у S. aureus и как это может повлиять на исход лечения инфекций антибиотиками. Мы используем передовые методы, такие как Tn-seq и анализ отдельных клеток, для определения устойчивости субпопуляций к антибиотикам in vitro и во время инфекции.Полное понимание толерантности к антибиотикам у хозяина необходимо для облегчения улучшения лечения хронической инфекции.

    Нас особенно интересует S. aureus при муковисцидозе легкого. Эти инфекции часто плохо реагируют на антибиотики. Мы стремимся понять фенотипическое состояние бактерий во время инфекции и то, как это связано с устойчивостью к антибиотикам. Остеомиелит и эндокардит также представляют интерес. Обе эти инфекции трудно поддаются лечению антибиотиками, и обычно требуется хирургическое вмешательство. Мало что известно о переносимости антибиотиков S. aureus при этих инфекциях. Более глубокое понимание приведет к улучшению лечения антибиотиками.

    Мы также заинтересованы в идентификации новых соединений, которые могут убивать клетки, проявляющие толерантность к другим антибиотикам. Предыдущая работа по ацилдепсипептидному антибиотику ADEP4 показала, что независимая от АТФ активация протеазы ClpP может уничтожать устойчивые к антибиотикам популяции in vitro и при глубокой инфекции у мышей.В сотрудничестве с химиками-медиками мы создадим скрининг для выявления новых соединений, обладающих активностью против толерантных популяций. После идентификации такого соединения мы определим механизм действия и инициируем проекты по оптимизации медицинской химии.

    Наша долгосрочная цель — получить полное представление о том, как S. aureus выживает при лечении антибиотиками во время инфекции, и разработать новые методы лечения антибиотиками для эффективного уничтожения этого патогена и улучшения лечения хронических и рецидивирующих инфекций.

    Команда лаборатории Конлона

    Ключевые публикации

    Shan Y, Brown Gandt A, Rowe SE, Deisinger JP, Conlon BP , Lewis K. АТФ-зависимое образование персистеров в Escherichia coli. мБио (2017).

    Waters EM, Rowe SE, O’Gara JP, Conlon BP . Конвергенция исследований персистеров Staphylococcus aureus и биопленок: можно ли определить биопленки как сообщества прикрепленных клеток-персистеров? PLos Патогены .(2016)

    Homma T, Nuxoll A, Brown AV, Ebner P, Engels I, Schneider T, Götz F, Lewis K, Conlon BP . Двойное нацеливание тейксобактина на предшественники клеточной стенки приводит к лизису клеток. Антимикробные агенты и химиотерапия г (2016)

    Conlon BP , Rowe SE, Brown AV, Nuxoll AS, Donegan NP, Zalis E, Clair G, Adkins JN, Cheung AL, Lewis K. Персистерное образование в Staphylococcus aureus связано с истощением АТФ. Природная микробиология (2016)

    Ling LL, Schneider T, Peoples AJ, Spoering AL, Engels I, Conlon BP , Hughes DE, Epstein S, Jones M, Poullenec K, Steadman V, Cohen DR, Felix CR, Fetterman KA, Millett WP, Nitti AG , Зулло А.М., Чен С., Льюис К.Уничтожение патогенов тейксобактином без сопутствующей резистентности. Природа (2015).

    Conlon BP , Nakayasu EN, Fleck LE, LaFleur MD, Isabella VM, Coleman K, Leonard SN, Smith RD, Adkins JN, Lewis K. Активированный ClpP убивает персистеров и устраняет хроническую биопленочную инфекцию. Природа . 503, 365-370, (2013).

    Сенсибилизация Staphylococcus aureus к метициллину и другим антибиотикам in vitro и in vivo в присутствии HAMLET

    Аннотация

    HAMLET (человеческий альфа-лактальбумин, летальный для опухолевых клеток) представляет собой белково-липидный комплекс из грудного молока, обладающий как онкоцидной, так и бактерицидной активностью. HAMLET проявляет довольно специфическую бактерицидную активность в отношении некоторых респираторных патогенов, с наивысшей активностью в отношении Streptococcus pneumoniae , но не обладает активностью в отношении большинства других бактериальных патогенов, включая стафилококки. Тем не менее, ионный транспорт, связанный со смертью S. pneumoniae , также обнаруживается в меньшей степени у нечувствительных организмов. В этом исследовании мы продемонстрировали, что HAMLET действует как антимикробный адъювант, который может повышать активность широкого спектра антибиотиков (метициллин, ванкомицин, гентамицин и эритромицин) в отношении штаммов S , устойчивых к лекарственным препаратам, aureus, , до такой степени, что они становятся чувствительными. к тем же антибиотикам, как в антимикробных анализах против планктонных и биопленочных бактерий, так и в модели in vivo носоглоточной колонизации.Мы показываем, что HAMLET проявляет эти эффекты, в частности, рассеивая протонный градиент и индуцируя натрий-зависимый приток кальция, который частично деполяризует плазматическую мембрану, тот же механизм, индуцируемый во время пневмококковой смерти. Эти эффекты приводят к увеличению связанного с клеткой связывания и/или поглощения пенициллина, гентамицина и ванкомицина, особенно в резистентных красителях. Наконец, HAMLET ингибирует повышенную резистентность к метициллину, наблюдаемую под действием антибиотиков, и бактерии не становятся устойчивыми к адъюванту, что является основным преимуществом молекулы.Эти результаты подчеркивают, что HAMLET является новым антимикробным адъювантом с потенциалом повышения клинической эффективности антибиотиков против лекарственно-устойчивых штаммов S. aureus .

    Образец цитирования: Marks LR, Clementi EA, Hakansson AP (2013) Сенсибилизация Staphylococcus aureus к метициллину и другим антибиотикам In Vitro и In Vivo в присутствии HAMLET. ПЛОС ОДИН 8(5): е63158. https://дои.org/10.1371/journal.pone.0063158

    Редактор: Herminia de Lencastre, Университет Рокфеллера, Соединенные Штаты Америки

    Поступила в редакцию: 23 января 2013 г. ; Принято: 29 марта 2013 г.; Опубликовано: 1 мая 2013 г.

    Авторские права: © 2013 Marks et al. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания оригинального автора и источника.

    Финансирование: Эта работа была поддержана Фондом Билла и Мелинды Гейтс (грант 53085), Фондом JR Oishei и Американской ассоциацией легких (грант RG-123721-N) для APH и Национальных институтов здравоохранения (NIDCR). ) стипендия F31DC011218 EAC. Спонсоры не участвовали в разработке исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

    Введение

    Метициллин-резистентный Staphylococcus aureus (MRSA) является одним из основных бактериальных патогенов с множественной лекарственной устойчивостью, вызывающих серьезные внебольничные и внутрибольничные инфекции [1]–[3], такие как инфекции кожи и мягких тканей, инфекции костей инфекции суставов и имплантатов, вентилятор-ассоциированная пневмония и сепсис [4]. Подсчитано, что полирезистентные инфекции Staphylococcus aureus приводят к 19 000 смертей в год в Соединенных Штатах, что связано с ежегодными расходами на здравоохранение в размере 3-4 миллиардов долларов США [5], [6].Несмотря на такой высокий уровень смертности, в фармацевтической разработке относительно мало новых антибактериальных препаратов [7]. Вместо этого большинство антибиотиков, разработанных в последнее десятилетие, представляют собой молекулы, реконструированные из существующих классов антибиотиков, для которых уже присутствуют основные механизмы резистентности [8]. Поэтому срочно необходимы новые эффективные терапевтические возможности для лечения инфекций, вызванных полирезистентным штаммом S. aureus .

    Одной из привлекательных стратегий могло бы быть повторное использование современных и ранее используемых антибиотиков, к которым устойчивы штаммы MRSA, при использовании в сочетании с другими сенсибилизирующими агентами.Эти «противомикробные адъюванты» могут не обладать значительной антибиотической активностью сами по себе, однако улучшат биологическую активность антибиотиков при использовании в комбинации [9]–[12]. Внедрение таких антимикробных адъювантов открыло бы новое измерение безопасных и широко доступных возможностей лечения.

    Грудное молоко содержит множество противомикробных и иммуномодулирующих факторов [13]–[15]. Мы идентифицировали и охарактеризовали один из них, HAMLET (человеческий α-лактальбумин, летальный для опухолевых клеток), комплекс альфа-лактальбумина человеческого молока и жирных кислот олеиновой (C18:1) и линолевой кислоты (C18:2) [16]. ], [17], что составляет около 60% жирных кислот в грудном молоке [18], [19].HAMLET первоначально был выделен из казеина грудного молока и обладал широкой противоопухолевой активностью, не затрагивая здоровые клетки [20]. Позже было показано, что противоопухолевая активность HAMLET обусловлена ​​интернализацией HAMLET-комплекса только в опухолевых клетках, где он локализуется совместно с митохондриями, что приводит к кальций-зависимой деполяризации внутренней мембраны и индукции апоптоза [21]. , 22.

    Основываясь на эволюционной связи между митохондриями и бактериями, мы протестировали действие HAMLET на бактерии и показали, что HAMLET обладает бактерицидной активностью в первую очередь против некоторых патогенов дыхательных путей, таких как Streptococcus pneumoniae [23]. HAMLET убивает пневмококки, индуцируя натрий-зависимый приток ионов кальция [24], что приводит к деполяризации и осуществлению гибели клеток с морфологическим и биохимическим сходством с апоптозом эукариот [25]. Недавно мы показали, что HAMLET в сублетальных концентрациях может потенцировать действие антибиотиков против S. pneumoniae , используя тот же механизм, и что это потенцирование также работает против других патогенов дыхательных путей [26]. HAMLET не обладает бактерицидной активностью в отношении стафилококков, но все же вызывает некоторый уровень деполяризации [24], что указывает на перенос ионов через бактериальную мембрану.

    В этой статье мы описываем антимикробную адъювантную активность HAMLET в отношении Staphylococcus aureus и конкретную роль мембранных эффектов HAMLET в этом процессе. Мы демонстрируем, что HAMLET, специфически рассеивая протонно-движущую силу и индуцируя натрий-зависимый транспорт кальция, потенцирует активность широкого спектра антибиотиков, включая метициллин, эритромицин, гентамицин и ванкомицин, в отношении мультирезистентных к лекарственным препаратам штаммов S. aureus in vitro . и in vivo .Мы также показываем, что HAMLET ингибирует развитие клонов с повышенной устойчивостью к метициллину, когда популяция MRSA подвергается воздействию увеличивающихся концентраций антибиотика, и что бактерии не могут преодолеть ингибирующий эффект HAMLET. Эти результаты подчеркивают потенциал HAMLET как новой отправной точки для открытия новых антимикробных адъювантов для борьбы со стафилококковыми инфекциями и повышения полезности ранее используемых антибиотиков, таких как метициллин и пенициллины.

    Результаты

    Сенсибилизирующее действие HAMLET на антибиотики in vitro

    Стандартный анализ микроразведений бульона в шахматном порядке использовался для проверки того, влияет ли HAMLET на чувствительность бактерий к антибиотикам, воздействующим на синтез клеточной стенки (метициллин и ванкомицин), а также антибиотикам, воздействующим на синтез белка (эритромицин и гентамицин).Сам по себе HAMLET не обладал активностью против любого из тестированных штаммов S. aureus даже при концентрациях, превышающих 5000 мкг/мл.

    Однако в присутствии таких низких концентраций HAMLET, как 100 мкг/мл (6 мкМ), все испытанные штаммы S. aureus продемонстрировали снижение минимальной концентрации, подавляющей рост (МИК) метициллина, от 2 до >16 раз ( Рисунок 1 , Таблица 1 ), ванкомицин, эритромицин и гентамицин ( Таблица 1 ) и снижение минимальной бактерицидной концентрации (MBC) этих же антибиотиков от 2 до >32 раз ( Таблица 1 ).Некоторое снижение МИК и МБК вполне может быть больше, поскольку наш анализ не превышал 128 и 256 мкг/мл соответственно, при которых несколько штаммов все еще росли нормально. Добавление 6 мкМ HAMLET в анализы снижало МИК для метициллина в большей степени у резистентных штаммов по сравнению с чувствительными к метициллину штаммами S. aureus (MSSA). Кроме того, как для штаммов MRSA, так и для MSSA кратное снижение концентрации MBC в присутствии HAMLET в целом было более выраженным, чем снижение концентрации MIC (, таблица 1, ). Это также наблюдалось при добавлении HAMLET в комбинации с другими антибиотиками, за исключением гентамицина, который показал более выраженное снижение МИК в присутствии HAMLET с меньшим влиянием на MBC (, таблица 1, ).

    Рисунок 1. HAMLET снижает МИК метициллина.

    Штаммы S. aureus 110 (MSSA) (слева) и NRS 384 (MRSA) (справа) выращивали в бульоне в течение 16 часов в присутствии 2 мкг/мл метициллина (5 мкМ) с добавлением и без добавления 100 мкг/мл (6 мкМ) HAMLET.На рисунке показаны репрезентативные кривые роста для самой низкой концентрации антибиотика и HAMLET, которые ингибировали рост бактерий при комбинированном лечении, при этом ни один из агентов по отдельности не влиял на рост.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g001

    Хотя 6 мкМ HAMLET могли сделать три штамма чувствительными к метициллину и гентамицину ( Таблица 1 ), этой концентрации было недостаточно, чтобы сделать остальные штаммы чувствительный. Однако при использовании повышенных концентраций HAMLET (не более 54 мкМ) все устойчивые к антибиотикам штаммы можно преобразовать в чувствительные к метициллину, гентамицину, эритромицину и ванкомицину (, таблица 1, , последняя колонка).

    Подобно анализам MIC и MBC, обработка бактерий, выращенных до средней логарифмической фазы (примерно 10 8 КОЕ/мл) антибиотиками отдельно или в комбинации с HAMLET, приводила к тому же фенотипу с немедленным бактериостатическим эффектом, за которым следовала бактерицидная активность после 6 часов инкубации при более низких концентрациях антибиотиков в присутствии HAMLET (не показано). В совокупности эти результаты позволяют предположить, что HAMLET потенцирует антистафилококковые эффекты различных классов антибиотиков со значительно большей потенциацией, наблюдаемой у устойчивых к антибиотикам штаммов (, таблица 1, ).

    HAMLET потенцирует уничтожение биопленок in vitro метициллином и ванкомицином

    Чтобы выяснить роль действия HAMLET на действие антибиотиков в более физиологических условиях, мы сначала исследовали потенцирующие эффекты HAMLET на активность антибиотиков в отношении биопленок S. aureus . Биопленки S. aureus были сформированы с помощью штамма MRSA NRS 70 и штамма MSSA 110 в течение ночи на полистироловых пластинах. Поскольку бактериальные биопленки, в том числе стафилококковые биопленки, по своей природе устойчивы к большинству противомикробных препаратов [27], [28], для проявления бактерицидного эффекта требовались более высокие концентрации каждого агента.Использование только 200 мкг/мл (12 мкМ) HAMLET или 250 мкг/мл (660 мкМ) метициллина не индуцировало бактерицидную активность в течение 24-часового периода (, рис. 2A, ), тогда как бактерицидный эффект (>3 log 10 снижение числа жизнеспособных бактерий) наблюдалось как в отношении биопленок MRSA, так и MSSA при комбинировании агентов (, фигура 2A, ).

    Рисунок 2. Влияние комбинированного лечения HAMLET/антибиотиков на жизнеспособность биопленки in vitro .

    (A) Активность метициллина (250 мкг/мл или 660 мкМ), HAMLET (200 мкг/мл или 12 мкМ) или комбинации обоих агентов тестировали на in vitro биопленках метициллин-резистентного штамма NRS 70 (MRSA) или метициллин-чувствительный штамм 110 (MSSA) путем определения гибели бактерий (в журнале 10 ) после культивирования разведений в течение ночи на кровяном агаре. (B) Активность ванкомицина (32 мкг/мл или 21 мкМ), HAMLET (500 мкг/мл или 30 мкМ) или комбинации обоих агентов на биопленках in vitro ванкомицин-резистентного штамма NRS 1 (VISA ) и чувствительный к ванкомицину штамм NRS384 (VSSA) тестировали аналогичным образом, как и активность (C) 50 мкг/мл (105 мкМ) гентамицина отдельно или в комбинации с 500 мкг/мл (30 мкМ) HAMLET для гентамицинрезистентный штамм.Результаты основаны на трех независимых экспериментах с дубликатами образцов. Статистику проводили с использованием парного t-критерия Стьюдента. Значимость была указана следующим образом: ns  =  не значимо, *  =  P <0,05, **  =  P <0,01.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g002

    HAMLET был менее активен при использовании в комбинации с ванкомицином против биопленок, образованных нечувствительным к ванкомицину штаммом S. aureus (VISA) NRS 1 или чувствительный к ванкомицину S.aureus (VSSA), штамм NRS 384. Биопленки, образованные этими штаммами, показали почти полную нечувствительность к обработке одним ванкомицином в дозе 32 мкг/мл (21 мкМ), аналогично опубликованным данным [27], однако комбинация HAMLET и ванкомицина продемонстрировала повышенное гибель стафилококковых биопленочных бактерий в течение 24 часов, которая была значимой для NRS 1 ( P <0,05), но не для NRS 384 ( Рисунок 2B ).

    Наконец, мы протестировали действие гентамицина в сочетании с HAMLET на устойчивые к гентамицину штаммы NRS 1 и чувствительные к гентамицину штаммы NRS 384.Ни HAMLET (500 мкг/мл, 30 мкМ), ни гентамицин (50 мкг/мл, 105 мкМ) не оказывали никакого влияния на жизнеспособность любого из штаммов по отдельности, но в комбинации они значительно увеличивали потерю жизнеспособности бактерий ( P <0,05 для оба штамма; (рис. 2C ).

    Снижение колонизации носа MRSA с помощью HAMLET и метициллина in vivo

    Чтобы определить эффективность комбинированного лечения HAMLET/антибиотиком против колонизации MRSA in vivo , мышей колонизировали MRSA NRS 70 в течение 24 часов и обрабатывали одной дозой либо буфера (PBS), либо метициллина в присутствии или в отсутствие HAMLET ( Рисунок 3 ). Даже введение 100 мкг метициллина не смогло значительно снизить бактериальную нагрузку, связанную со слизистой оболочкой носа, по сравнению с контрольной группой, получавшей только буфер. Напротив, введение аналогичного количества метициллина в сочетании с 100 мкг HAMLET вызывало значительное снижение колонизации MRSA в ткани носоглотки ( P <0,05). Этот эффект также был обнаружен при тестировании более низкой дозы метициллина (10 мкг) в присутствии 100 мкг HAMLET ( P <0.05).

    Рис. 3. Комбинированное лечение HAMLET/метициллин снижает стафилококковую колонизацию носоглотки.

    Мышей колонизировали S. aureus NRS 70 в течение 24 часов, обрабатывали интраназально различными дозами гентамицина в присутствии (синий цвет) или в отсутствие (черный цвет) HAMLET (100 мкг) в течение 12 часов, и определяли связанную с этим бактериальную нагрузку с носовым смывом (А) и определяли ткань носоглотки (В). На графике показаны данные о колонизации для отдельных мышей, при этом среднее количество выздоровевших бактерий показано линией.Результаты основаны на экспериментах с использованием групп из 6 мышей. Статистику проводили с использованием непарного t-критерия Стьюдента. Значимость была указана следующим образом: *  =  P <0,05.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g003

    Адъювантная активность HAMLET требует натрий-зависимого притока кальция

    Бактерицидная активность

    HAMLET в отношении пневмококков связана с натрий-зависимым притоком кальция, который также индуцируется у ряда видов бактерий, включая стафилококки [24], [26], где этот приток не приводит к активации смерти.Поэтому мы предположили, что этот механизм переноса ионов может играть роль в вызванной HAMLET сенсибилизации у S. aureus.

    Сначала мы провели анализ МИК в присутствии ингибитора транспорта кальция рутениевого красного (RuR) и ингибитора транспорта натрия амилорида, который снижает приток кальция и потерю мембранного потенциала у S. pneumoniae в ответ на HAMLET [24], [26]. Мы обнаружили, что добавление любого из ингибиторов полностью устраняло потенцирующий эффект антибиотика HAMLET на стафилококки (, рис. 4A, ), а также деполяризацию мембран, связанную с потенцированием HAMLET (, рис. 4B, ).Чтобы подтвердить, что деполяризация мембраны, вызванная HAMLET, была связана с транспортом Ca 2+ , мы непосредственно отслеживали поглощение Ca 2+ с использованием радиоизотопа 45 Ca 2+ . Внутриклеточный Ca 2+ повышался сразу после добавления HAMLET и почти полностью блокировался в обработанных RuR клетках (, фиг. 4C, ).

    Рисунок 4. Влияние HAMLET на мембранный потенциал.

    (A) Репрезентативные кривые роста для штамма S. aureus NRS 123 (MRSA), выращенного в бульоне в течение 16 часов (960 мин) в присутствии метициллина с добавлением и без добавления HAMLET и ингибиторов рутениевого красного (RuR) или Амилорид (Амиль).(B) Стафилококки NRS 123, выращенные в середине логарифмической фазы, повторно суспендированные в одном PBS или PBS плюс амилорид или рутениевый красный, инкубировались с флуоресцентным индикаторным красителем DiBAC 4 (3) и деполяризация мембраны определялась путем измерения флуоресценции во времени. HAMLET был добавлен через двадцать минут (стрелка). Моющее средство Triton X-100 (0,1%) использовали в качестве положительного контроля. Представленные результаты взяты из одного репрезентативного эксперимента. (C) Стафилококки NRS 384, выращенные в середине логарифмической фазы, инкубировали с радиоизотопом 45 Ca 2+ (2.5 мкКи/мл) в PBS или PBS + рутениевый красный (30 мкМ). После записи исходных показателей к бактериям добавляли PBS (необработанный) или HAMLET (время  = 0 мин) и измеряли радиоактивность с течением времени. Показаны результаты репрезентативного эксперимента. (D) NRS 384 Staphylococci загружали pH-чувствительным красителем BCECF-AM, промывали и ресуспендировали в PBS + 25 мМ глюкозы. После записи исходных показателей, по первой стрелке, PBS (необработанный), протонофор CCCP (100 мкМ), HAMLET (100 мкг/мл или 6 мкМ), HAMLET + RuR (30 мкМ) или HAMLET + амилорид (1 мМ). добавляли к бактериям и измеряли флуоресценцию с течением времени.По второй стрелке добавляли по 20 мкМ нигерицина и валиномицина для полного рассеивания трансмембранного протонного градиента.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g004

    Этот эффект не был связан с каким-либо воздействием на целостность мембраны, поскольку HAMLET не вызывал повреждения мембраны, на что указывает отсутствие окрашивания бактериальной ДНК йодидом пропидия внутри мембраны. клеток или просачивания АТФ, ДНК или РНК в культуральный супернатант (измеряется с помощью анализа люциферазы или поглощения супернатанта при 260 нм, соответственно, как описано в разделе «Материалы»; данные не показаны).Это неудивительно, поскольку HAMLET не может убить S. aureus даже при концентрациях, в 50 раз превышающих те, которые использовались в этих анализах. Эти результаты позволяют предположить, что индуцированная HAMLET сенсибилизация S. aureus требует зависимого от натрия притока кальция, что приводит к быстрой деполяризации трансмембранного электрического потенциала стафилококковой мембраны и не связана с разрушением мембраны (, рис. 4C, ).

    ГАМЛЕТ вызывает диссипацию протонной движущей силы

    Наблюдаемый эффект HAMLET на мембранный потенциал побудил нас изучить другие аспекты функции мембраны, связанные с устойчивостью к антибиотикам.Протонная движущая сила состоит как из трансмембранного электрического потенциала, измеренного выше, так и из трансмембранного химического градиента протонов, оба из которых важны для оттока лекарств [29], [30]. Чтобы оценить влияние HAMLET на трансмембранный протонный градиент, мы измерили внутриклеточный pH клеток после воздействия HAMLET. Репрезентативный эксперимент показан на рис. 4D . В качестве положительного контроля был добавлен водород-ионофор CCCP (стрелка 1 st – синяя линия).Добавление HAMLET (1 st стрелка – красная линия) аналогичным образом приводило к быстрому внутриклеточному подкислению и диссипации градиента рН. Предварительная инкубация клеток с рутениевым красным (фиолетовая линия) или амилоридом (зеленая линия) не полностью ингибировала HAMLET-индуцированное рассеивание градиента pH (стрелка 1 st ), что указывает на то, что натрий-зависимый транспорт кальция и диссипация протонного градиента могут быть частично параллельными или последовательными. В конце каждого эксперимента (стрелки 2 и ) градиент pH полностью рассеивался с использованием комбинации нигерицина и валиномицина, чтобы вызвать pH i внешнего буфера (полное рассеивание протонной движущей силы).Результаты показывают, что HAMLET эффективно рассеял протонный градиент.

    HAMLET увеличивает ассоциацию гентамицина, ванкомицина и бета-лактама со стафилококковыми клетками

    Поскольку HAMLET рассеивает протонно-движущую силу, которая тесно связана с функцией оттока многих лекарств, мы оценили влияние лечения HAMLET на связывание/поглощение флуоресцентно меченого гентамицина, ванкомицина и бета-лактама боциллина FL (флуорогенное производное пенициллин В). В соответствии с результатами наших анализов МИК мы обнаружили, что добавление 100 мкг/мл HAMLET не приводило к значительному увеличению ассоциации боциллина FL с метициллиночувствительным штаммом, тогда как добавление HAMLET к метициллинорезистентному штамму NRS 384 вызывало значительно увеличилась ассоциация боциллина FL по сравнению с культурой, обработанной одним боциллином FL ( P <0.01; Рисунок 5A ).

    Рисунок 5. Влияние HAMLET на поглощение и связывание боциллина FL и ванкомицина FL.

    (A) Стафилококки инкубировали с боциллином FL или (B) с ванкомицином FL в присутствии или в отсутствие 100 мкг/мл (6 мкМ) HAMLET. Результаты основаны на трех отдельных экспериментах с дубликатами образцов. Статистику проводили с использованием непарного критерия Стьюдента. Значимость была указана следующим образом: **  =  P<0,01, ***  =  P<0,001, ns  =  не значимо.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g005

    Аналогичным образом, добавление HAMLET не увеличивало уровни ванкомицина, ассоциированные с клетками, в чувствительном к ванкомицину штамме, но значительно увеличивало связь со штаммом VISA. NRS 1 ( P <0,01; Фигура 5B ). Добавление HAMLET также повышало связанный с клетками уровень гентамицина в 2,6 раза в штамме NRS384, хотя и не в значительной степени (данные не показаны, P  = 0.09). В совокупности эти результаты позволяют предположить, что влияние HAMLET на функцию мембраны привело к усилению ассоциации антибиотиков с бактериальными клетками, особенно в отношении резистентных штаммов.

    HAMLET подавляет развитие устойчивости к метициллину у

    S. aureus , а S. aureus не развивает устойчивость к адъюванту HAMLET

    Резистентность к антибиотикам индуцируется и усиливается при повторном воздействии повышающихся концентраций антибиотиков [31], что вполне может иметь значение во время клинического лечения.Таким образом, снижение развития резистентности при повторном воздействии дало бы значительные клинические преимущества. Чтобы оценить потенциальное влияние HAMLET на развитие резистентности, были разработаны эксперименты для проверки воздействия HAMLET на развитие резистентности MRSA к метициллину в жидких культурах.

    Для культур NRS 384, выращенных в отсутствие HAMLET, МИК метициллина увеличилась с 16 мкг/мл до 512 мкг/мл после 8 циклов последовательной инкубации с возрастающими концентрациями метициллина ( Рисунок 6 – синяя линия).Удивительно, но добавление низкой концентрации HAMLET (100 мкг/мл; 6 мкМ) резко снизило эту повышенную устойчивость штамма к метициллину. После 10 циклов эта культура имела МИК метициллина всего 64 мкг/мл ( Рисунок 6 заштрихованная синяя линия). Когда HAMLET присутствовал во время тестирования MIC, самая высокая концентрация метициллина, в которой штамм мог расти, составляла 8 мкг/мл, такое же кратное снижение (в 8 раз), которое наблюдалось до воздействия на штамм циклами повышения концентрации антибиотика. демонстрируя отсутствие устойчивости к адъювантной активности HAMLET даже после непрерывной инкубации в 100 мкг/мл HAMLET в течение более 10 циклов ( Рисунок 6 – зеленая заштрихованная линия).Это свидетельствует как о том, что HAMLET ингибирует повышенную устойчивость к метициллину при воздействии метициллина, так и о том, что S. aureus не может развить устойчивость к адъювантной активности HAMLET.

    Рисунок 6. HAMLET и развитие резистентности.

    Адаптация к метициллину штамма MRSA NRS 384 после воздействия метициллина в ступенчато возрастающих концентрациях (1–512 мкг/мл или 2,5–1350 мкМ) или метициллина в комбинации с 100 мкг/мл (6 мкМ) HAMLET. Закрашенные синие кружки показывают МИК метициллина после каждого цикла, когда HAMLET не использовался.Добавление 100 мкг/мл HAMLET снижало резистентность к метициллину (синие незакрашенные кружки). Незакрашенный зеленый кружок представляет МИК метициллина бактерий, выращенных в присутствии HAMLET, когда HAMLET также присутствовал во время анализа МИК для усиления действия антибиотика. Повторное введение HAMLET этим изолятам снова вернуло МПК метициллина обратно к уровням, обозначенным зеленым незакрашенным кружком.

    https://doi.org/10.1371/journal.pone.0063158.g006

    Обсуждение

    HAMLET обладает хорошо задокументированными антибактериальными свойствами в отношении грамположительных бактерий Streptococcus pneumoniae , а также против штаммов H. influenzae и некоторых штаммов M. catarrhalis in vitro, но не убивает большинство других виды бактерий [23]. Недавно было обнаружено, что HAMLET, используемый в сублетальных концентрациях, также усиливает действие обычных антибиотиков [26]. Цель этого исследования состояла в том, чтобы продемонстрировать, что, хотя HAMLET не проявлял антимикробной активности против любого из S.aureus , HAMLET действовал как эффективный антимикробный адъювант, способный повышать эффективность широкого спектра часто используемых антибиотиков, включая метициллин, ванкомицин, эритромицин и гентамицин, до такой степени, что лекарственно-устойчивый штамм S. aureus мог снова становятся чувствительными к этим антибиотикам как в in vitro анализах, определяющих MIC и MBC, так и для эрадикации биопленок и носоглоточной колонизации in vivo . Точно так же мы показали, что механизм HAMLET-индуцированного потенцирования различных антибиотиков был сходен между S.pneumoniae и S. aureus . Это показывает, что HAMLET обладает способностью действовать в качестве адъюванта, усиливая активность антибиотиков, независимо от его бактерицидной способности, и предполагает, что HAMLET может действовать в качестве адъюванта в отношении широкого круга видов бактерий, включая виды с широко распространенная множественная лекарственная устойчивость, когда возможности лечения быстро становятся ограниченными.

    Лечение инфекций MRSA зависит от клинической ситуации, способа введения и характера резистентности организма, но обычно предполагает использование таких препаратов, как ванкомицин, линезолид, даптомицин, клиндамицин и мупироцин [32], [33]. Тестирование in vitro показало некоторый синергизм в тестах время-этоксикация между даптомицином и оксациллином и небольшое увеличение эрадикации биопленок MRSA с помощью ванкомицина в присутствии рифампицина и тигециклина [34]–[36]. Кроме того, небактерицидные ингибиторы насосов оттока были протестированы на S. aureus на их способность с некоторым успехом снижать МИК антибиотиков [10], [37]. Хотя синергизм даптомицина/оксациллина был сравним с потенцирующим эффектом HAMLET на метициллин, HAMLET обладает гораздо более сильным потенцирующим эффектом в уничтожении биопленок даже при относительно низких концентрациях (6–30 мкМ, что составляет 100–500 мкг/мл, поскольку HAMLET представляет собой белковый комплекс.Эти концентрации находятся в пределах физиологического диапазона, обнаруживаемого в грудном молоке (2000 мкг/мл; [38], [39])). Лечение препаратом in vivo в первую очередь основано на использовании ванкомицина с линезолидом и клиндамицином в качестве основных дополнительных средств, а даптомицин является антибиотиком выбора в случаях нечувствительности к ванкомицину, но как тесты in vitro , так и лечение in vivo показывают, что антибиотик комбинированное лечение MRSA неизменно приводит к повышению резистентности используемых агентов, что приводит к образованию штаммов с множественной лекарственной устойчивостью, что постоянно усугубляет проблемы с лечением MRSA [33], [35], [36].

    Адъювантная активность HAMLET, представленная в этом исследовании, имеет в этом отношении три преимущества. Во-первых, мы показали, что можем значительно снизить колонизацию носоглотки MRSA всего за одно введение метициллина в присутствии HAMLET в течение 12 часов. Модель топической деколонизации была выбрана как из-за сложности клинического достижения деколонизации для предотвращения инфекции [40], поскольку MRSA является основной причиной инфекций слизистых оболочек, так и из-за того, что HAMLET представляет собой нековалентно связанный белково-липидный комплекс, который менее эффективен при введении. системно, где белки сыворотки конкурируют за связывание липидного компонента.Метициллин использовался в исследованиях в основном для проверки того, что HAMLET может обратить вспять устойчивость к этому агенту, который вместе с пенициллинами безопасно применялся местно в начале его исследовательской истории [41]–[45]. К сожалению, с тех пор быстрое появление метициллин-резистентных стафилококков почти полностью свело на нет эту ценность и практику [32], и другие антибиотики, такие как эритромицин или гентамицин, которые когда-то широко применялись местно, постигла та же участь. Таким образом, наши результаты показывают, что HAMLET может сделать метициллин и, возможно, другие, непригодные в настоящее время антибиотики полезными для лечения поверхностей слизистых оболочек, и может предложить возврат к этим более безопасным агентам для местного применения.

    Во-вторых, недавно было показано, что часть механизма повышенной адаптации MRSA к постоянно повышающимся уровням оксациллина с параллельным повышением устойчивости к эритромицину, канамицину, рифампицину и другим антибиотикам связана с активацией эффлюксных насосов [31], которые чувствительны к агентам, рассеивающим протонно-движущую силу, таким как CCCP [37], [46]–[49]. Известно, что CCCP снижает МПК фторхинолонов, тетрациклинов и других антибиотиков из-за инактивации откачивающих насосов, которые приводятся в действие протонно-движущей силой [37], [50], [51], но CCCP настолько токсичен, что никакие молекулы, принадлежащие к этому семейству ингибиторов энергии было разработано для клинического применения.HAMLET имеет большое преимущество в этом отношении, поскольку он рассеивает протон-движущую силу так же эффективно, как CCCP, но не проявляет токсичности для здоровых клеток человека [52]–[55] или для клеток S. aureus , что указывает на то, что эффект HAMLET более целенаправленным и полезным для разработки лекарств. Он также имеет важное преимущество, поскольку не влияет напрямую на функцию откачивающей помпы, как это делают другие потенциальные адъюванты [10], [37], но вызывает как быстрое, так и устойчивое рассеивание трансмембранного протонного градиента и приток кальция через мембрану. натрий-зависимый механизм, который вызывает рассеивание электрического градиента без гибели организма, оба из которых были необходимы для потенцирующего эффекта Гамлета.Этот двойной мембранный эффект изменяет мембранные ионные градиенты, необходимые для активности эффлюксных насосов, а также другие механизмы резистентности, которые могут объяснить способность HAMLET обращать вспять резистентность к широкому спектру антибиотиков у широкого круга видов, кроме S. aureus . 26]. Таким образом, HAMLET может также влиять на изменения сайта-мишени, ферментативную инактивацию антибиотических соединений, активность бета-лактамов в отношении пенициллин-связывающих белков и опосредованно продукцию АТФ, необходимую для АТФ-связывающих кассетных переносчиков многих лекарств для выкачивания лекарств из клетки. которые чувствительны к химическому окружению клеточной мембраны [29], [30], [56], [57].Таким образом, неудивительно, что HAMLET-индуцированные изменения химической среды мембраны сопровождались усилением бактериальной ассоциации гентамицина, ванкомицина и бета-лактамного боциллина FL с устойчивыми штаммами, накапливающими больше антибиотиков. Это говорит о том, что вызванное HAMLET нарушение протонной движущей силы и ионных градиентов также действует за счет увеличения проникновения и связывания противомикробных препаратов.

    Третьим преимуществом двойного и потенциально параллельного действия HAMLET на функцию бактериальной мембраны является его способность ингибировать развитие резистентности к MRSA после воздействия возрастающих концентраций метициллина.Присутствие HAMLET во время воздействия метициллина значительно снижало развитие резистентности используемого штамма MRSA. Дополнительно и важно то, что даже после непрерывного роста в HAMLET S. aureus не стал нечувствительным к свойствам адъюванта HAMLET. Вместо этого штамм, который непрерывно выращивался в среде HAMLET с метициллином в течение многих циклов, показал как меньшее повышение устойчивости к метициллину, так и то, что штамм все еще мог быть в равной степени сенсибилизированным в присутствии HAMLET.Это говорит о том, что HAMLET не подвержен развитию резистентности и обладает потенциалом снижать появление полирезистентных мутантов, связанных с повышенной насосной функцией оттока или другими механизмами резистентности [58]–[60]. Эти результаты согласуются с результатами исследования S. pneumoniae , где тесты на частоту спонтанных мутаций показали, что штаммы не способны развивать устойчивость к HAMLET (7).

    Недавние пилотные исследования in vivo для местного лечения папиллом кожи и рака мочевого пузыря с использованием внутрипузырной инстилляции комплекса HAMLET не выявили токсических побочных эффектов при использовании in vivo ни у животных, ни у людей [52]–[55].Разработка более стабильных конгенеров HAMLET или других агонистов HAMLET, нацеленных на путь HAMLET, вероятно, расширит потенциал совместной терапии HAMLET, чтобы обеспечить безопасный и новый подход в качестве адъюванта к более широкому спектру существующих в настоящее время антибиотикотерапии. Эти адъювантные свойства HAMLET не ограничиваются стафилококками, поскольку все исследованные виды бактерий, включая грамположительные и грамотрицательные виды Streptococcus pneumoniae , Moraxella catarrhalis и Acinetobacter baumanni , одинаково чувствительны к потенцирующему действию HAMLET. [26].

    Таким образом, мы представляем новый противомикробный адъювант, который работает в сочетании с существующими противомикробными препаратами против полирезистентных стафилококков как in vitro , так и in vivo . Необходимы дальнейшие исследования, чтобы раскрыть как молекулярные механизмы сенсибилизации к антибиотикам, вызванной HAMLET, так и разработку более стабильных конгенеров для использования его потенциала в качестве агента, модифицирующего устойчивость к антибиотикам. Его безопасность, эффективность, специфичность, быстрое начало действия и низкий риск устойчивости подчеркивают его терапевтический потенциал, который в конечном итоге может снизить уровни устойчивости к противомикробным препаратам как в больницах, так и в обществе, позволяя успешно контролировать трудноизлечимые бактериальные инфекции и потенциально «реанимация» старых или выброшенных антибиотиков и возможность их использования для более широкого спектра бактерий.

    Материалы и методы

    Заявление об этике

    Это исследование было проведено в строгом соответствии с рекомендациями Руководства по уходу и использованию лабораторных животных Национального института здравоохранения. Протокол был одобрен Институциональным комитетом по уходу и использованию животных в Университете Буффало, Буффало, штат Нью-Йорк, США (номер протокола: MIC36048Y). Все бактериальные инокуляции и обработки проводили в условиях, минимизирующих любое потенциальное страдание животных.

    Реагенты

    Реагенты для культивирования клеток, Боциллин FL и набор для мечения AlexaFluor 488 были получены от Invitrogen, Карлсбад, Калифорния. Среды для бактериальных и клеточных культур и расходные материалы были получены от VWR Inc, Radnor, PA. Овечья кровь была приобретена у BioLink, Inc, Ливерпуль, Нью-Йорк. Все антибиотики и остальные реагенты были приобретены у Sigma-Aldrich, Сент-Луис, Миссури. Исходные растворы метициллина и гентамицина суспендировали в воде, тогда как исходные растворы эритромицина и ванкомицина растворяли в этаноле. Исходные растворы антибиотиков разбавляли не менее чем в 100 раз фосфатно-солевым буфером (PBS), pH 7.4, перед использованием в анализах.

    Производство ГАМЛЕТА

    HAMLET был получен путем превращения частично развернутого альфа-лактальбумина, обработанного ЭДТА, в присутствии олеиновой кислоты (С18:1) на анионообменной матрице в стабильный белок-липидный комплекс, как описано [17], и был ресуспендирован в PBS. для всех экспериментов.

    Бактериальные штаммы

    штамма стафилококка выращивали в триптическом соевом бульоне (TSB), как описано [61]. Использование штаммов MRSA и VISA S.aureus был одобрен Комитетом по биобезопасности Университета Буффало, SUNY. Сеть по устойчивости к противомикробным препаратам в штаммах Staphylococcus aureus (NARSA) NRS 1, 70, 71, 100, 123, 384 (все штаммы MRSA), штамм MRSA 10307570 и штамм MSSA 110 были любезно предоставлены нам доктором Аланом. Лесс, Университет Буффало, SUNY.

    Тесты на чувствительность in vitro

    Минимальные ингибирующие концентрации (МИК) определяли в 96-луночных титрационных микропланшетах методом микроразведений в соответствии с утвержденными стандартами CLSI, как описано ранее [62].Однако вместо бульона Мюллера-Хинтона для тестирования чувствительности использовали триптический соевый бульон (TSB), поскольку это обычная среда, используемая для роста стафилококков, и поскольку она показала более стабильные результаты для различных противомикробных препаратов при тестировании против стафилококков [63]. ]–[65]. Это справедливо и для HAMLET, так как при использовании традиционного бульона Мюллера-Хинтона требовалось примерно на 20% больше HAMLET для эквивалентной адъювантной активности, наблюдаемой в TSB. Серии двукратных разведений антибиотиков в трех повторностях и в присутствии или в отсутствие HAMLET готовили в 96-луночных микротитрационных планшетах, и в каждую лунку засевали конечную концентрацию бактерий 10 5 КОЕ/мл и инкубировали в течение 24 часов. ч при 37°C в устройстве для считывания микропланшетов Synergy 2 (Biotek, Winooski, VT), где оптическую плотность при 600 нм (OD 600 ) регистрировали каждые 5 минут для мониторинга роста бактерий.МИК определяли как самую низкую концентрацию раствора противомикробного агента, при которой не было обнаружено увеличения OD 600 . Для анализов МИК с участием ингибиторов ионов использовали рутениевый красный (RuR; 30 мкМ) или амилорид (1 мМ) вместе с концентрацией метициллина (4 мкг/мл или 10 мкМ), которая полностью ингибировала рост только в сочетании с HAMLET (100 мкМ). мкг/мл или 6 мкМ).

    Минимальные бактерицидные концентрации (МБК) определяли, как описано ранее [62], на планшетах для анализа МИК путем посева 10 мкл бульона из всех лунок без видимого роста, а также из лунок с самой высокой концентрацией противомикробных препаратов, в которых все еще наблюдался видимый рост на чашки с агаром с овечьей кровью.MBC определяли как наименьшую концентрацию противомикробных препаратов, дающую количество колоний <0,1% (уменьшение 3 log 10 ) исходного инокулята (согласно определению количества колоний в лунке контроля роста сразу после инокуляции), как описано [62].

    Модель статической биопленки

    стафилококка выращивали в ТСБ до среднелогарифмической фазы (OD 600  = 0,5), отмывали и ресуспендировали в свежей предварительно подогретой среде до плотности 2×10 4 КОЕ в объеме 500 мкл, использовали суспензии. для посева полистироловых 24-луночных планшетов.Бактерии культивировали при 37°С в течение 12 часов, после чего биопленки промывали PBS для удаления планктонных бактерий и подвергали воздействию ТШБ с указанными концентрациями HAMLET и/или антибиотиков в течение 24 часов при 37°С. Затем биопленки промывали в PBS, обрабатывали ультразвуком и отделяли путем соскабливания поверхности в присутствии 100 мкл PBS с последующей промывкой 100 мкл PBS. Собранные клетки встряхивали дважды в течение 20 секунд на высокой скорости, и диспергированные клетки биопленки сначала наблюдали под микроскопом, чтобы убедиться в надлежащей дисперсии, а затем разбавляли серией 10-кратных разведений, где 100 мкл каждого разведения помещали на чашки с кровяным агаром для определения жизнеспособности. КОЕ на мл после выращивания в течение ночи при 37°C.Подсчет колоний в чашках, содержащих 20–200 колоний, использовали для определения числа жизнеспособных клеток и сообщали как общее количество колониеобразующих единиц на биопленку.

    HAMLET потенцирование гентамицина и пенициллина in vivo

    Шестинедельных самок мышей BALB/cByJ от Jackson Laboratories (Бар-Харбор, Мэн, США) содержали в клетках с фильтром на стандартном лабораторном корме и воде ad libitum до использования.

    мышей колонизировали, как описано ранее [66].Короче говоря, 10 мкл бактериальной суспензии, содержащей 5×10 7 КОЕ стафилококков NRS 70 в PBS, пипеткой вводили в ноздри неанестезированных мышей. Через 24 часа мышам вводили 20 мкл метициллина (0–100 мкг или 0–5000 мкг/мл) в присутствии или в отсутствие 20 мкл (100 мкг) HAMLET в нос в течение 12 часов. Затем после эвтаназии животных оценивали колонизационную нагрузку путем подсчета жизнеспособных бактерий как в назофарингеальном лаваже, полученном путем введения 100 мкл PBS в трахею мышей и сбора его по мере его вытекания из ноздрей, так и в собранной ткани носоглотки после промывания носа.Ткань носоглотки была иссечена, как описано [26, 67], путем удаления верхней кости черепа и сбора ткани, присутствующей в носовых раковинах, с помощью щипцов. Бактериальную нагрузку измеряли путем определения количества жизнеспособных чашек в носовом смыве или в гомогенизированной ткани, как описано выше.

    Оценка мембранного потенциала

    Стафилококки

    , выращенные до поздней логарифмической фазы в TSB, осаждали путем центрифугирования при 2400× г в течение 10 минут и дважды промывали ресуспендированием в PBS.Бактериальный осадок ресуспендировали в PBS до половины исходного объема и активировали 50 мМ глюкозой в течение 15 минут при 37°C. Для измерения мембранного потенциала стафилококковой мембраны добавляли 500 нМ DiBAC 4 (3) (бис-(1,3-дибутилбарбитуровая кислота) триметиноксонол; Molecular Probes, Eugene, OR, USA). В 96-луночном планшете 100 мкл объема этой бактериальной суспензии затем добавляли к 100 мкл PBS, содержащего только носитель или комбинацию HAMLET и антибиотика в присутствии или в отсутствие специфических соединений, ингибирующих транспорт ионов, с получением конечной концентрации 25 мМ глюкозы. и 250 нМ DiBAC 4 (3) на лунку.Triton X-100 (0,1%; Sigma-Aldrich) использовали в качестве положительного контроля деполяризации и разрыва мембраны. Затем планшет сразу же помещали в предварительно нагретый (37°C) многорежимный считыватель микропланшетов Synergy 2 (BioTek), где считывали флуоресценцию DiBAC 4 (3) (возбуждение 485/20 нм, эмиссия 528/20 нм). снимали каждую минуту в течение часа. Разницу в интенсивности флуоресценции между необработанным контролем и образцом, обработанным HAMLET, рассчитывали для образцов «без ингибитора» и для образцов «ингибитора», используя значения через 60 минут.Затем разницу в интенсивности флуоресценции для образцов с «ингибитором» выражали как кратное изменение интенсивности по сравнению с образцом с одним HAMLET («без ингибитора»), обеспечивая степень деполяризации по сравнению с образцом с одним только HAMLET.

    Радиоизотоп

    45 Ca 2+ транспортные анализы

    Staphylococcus aureus выращивали до логарифмической фазы, трижды промывали и ресуспендировали в 1XPBS, содержащем 0,5 мМ CaCl 2 (CaPBS). Глюкозу не добавляли, чтобы свести к минимуму помехи, создаваемые экструзией Ca 2+ через АТФазные насосы. 45 CaCl 2 (PerkinElmer; Уолтем, Массачусетс, США) добавляли к клеткам в конечной концентрации 2,5 мкКи/мл, затем добавляли ингибиторное соединение, при каждом добавлении давали две минуты для уравновешивания. В этот момент измеряли необработанный базовый образец. Затем образец разделяли, в одну из пробирок добавляли HAMLET и измеряли поглощение 45 Ca 2+ с различными интервалами. 100 мкл каждого образца наносили на фильтры Millipore 0,3 мкм PHWP (EMD Millipore; Биллерика, Массачусетс, США), предварительно пропитанные CaPBS, и немедленно промывали 9 мл CaPBS с помощью шприцевой фильтрации через держатели фильтров Millipore Swinnex ® .Фильтры помещали в сцинтилляционные флаконы с 5 мл сцинтилляционной жидкости, и СРМ определяли на жидкостном сцинтилляционном счетчике Wallac 1409 (Wallac Oy, Турку, Финляндия). Результаты выражали в виде ΔCPM, которое рассчитывали для каждого образца в указанные моменты времени как разницу между обработанными HAMLET и необработанными образцами.

    Измерение внутриклеточного pH

    Ранее опубликованный протокол измерения внутриклеточного pH (pH i ) [68] был модифицирован и оптимизирован для S.aureus путем тестирования влияния различных концентраций красителя и времени окрашивания на измеренную флуоресценцию изолята S. aureus NRS 384, выращенного до средней логарифмической фазы. Образцы клеток подвергали воздействию возрастающих концентраций проникающего через мембрану производного ацетоксиметилового (AM) сложного эфира ратиометрического индикаторного красителя pH с двойным возбуждением BCECF (2′,7′-бис-(2-карбоксиэтил)-5-(и-6) — карбоксифлуоресцеин), в течение 30 минут при 30°С. Флуоресценцию измеряли как отношение флуоресценции при 530 нм при двухволновом возбуждении при 490 и 440 нм, и для каждого независимого эксперимента устанавливали калибровочные кривые.После тестирования ряда загрузочных концентраций мы заметили, что коэффициенты флуоресценции остаются в целом постоянными при использовании концентраций выше 20 мкМ. Поэтому во всех экспериментах использовали 25 мкМ BCECF-AM. Оптимизированное время окрашивания, 30 минут, было определено с использованием тех же критериев и использовалось для всех экспериментов. После загрузки клетки дважды промывали в PBS путем центрифугирования, полученный осадок ресуспендировали в PBS до исходного объема и добавляли комбинации HAMLET и HAMLET/антибиотик.CCCP добавляли в качестве положительного контроля. CCCP представляет собой липофильную слабую кислоту, растворимую в липидном домене мембраны как в протонированной, так и в депротонированной форме. Это позволяет ему действовать как протонофор, вызывая приток H + в цитоплазму, рассеивая как электрический потенциал, так и градиент H + на внутренней мембране. Для каждого эксперимента выполняли калибровку, при которой клетки ресуспендировали в буферах с высоким содержанием [K + ] при различных значениях pH в диапазоне от 6.от 5 до 8,0 [69]. Нигерицин (20 мкМ; антипорт калия/водорода с некоторой активностью ионофора для обоих ионов) и валиномицин (20 мкМ; ионофор калия) добавляли в комбинации к образцам, чтобы уравновесить рН и клеток с рН среды. окружающий буфер, как описано [69], как для создания стандартной кривой во время калибровки, так и в конце каждого эксперимента для демонстрации рН экспериментального буфера.

    Анализ целостности мембран

    Для оценки влияния HAMLET на целостность мембраны стафилококки подвергались воздействию HAMLET и антибактериальных агентов в указанных концентрациях в течение 50 минут при 37°C в PBS.Детергент Triton X-100 (0,1%) использовали в качестве контроля, который, как известно, вызывает обширный разрыв мембраны. После обработки измеряли утечку растворимых компонентов (ДНК, РНК и белок) из супернатанта, полученного после центрифугирования бактериальной суспензии при 13000×g в течение 5 мин, путем измерения оптической плотности при 260 нм в планшет-ридере BioTek Synergy 2 с микрокаплей Take3. добавка (Биотек). Клеточное высвобождение малой молекулы АТФ (MW 507), которое измеряли из тех же супернатантов с помощью набора для определения АТФ (Invitrogen), который измеряет люминесценцию оксилюциферина, образующегося в результате окисления люциферина люфицеразой, процесс, который требует деградации АТФ.Поглощение непроницаемого для мембран ДНК-связывающего красителя йодида пропидия (молекулярная масса 668) измеряли по интенсивности флуоресценции всей бактериальной суспензии через 50 минут в устройстве для считывания микропланшетов Synergy 2 (BioTek; возбуждение 528/20 нм, эмиссия 605/20 нм). . Там, где это применимо, независимые показания также были сняты в присутствии только антибактериальных агентов, чтобы можно было скорректировать потенциальную фоновую утечку.

    Конъюгация гентамицина с Alexa Fluor 488

    Конъюгацию гентамицина с AlexaFluor 488 проводили с использованием набора для конъюгации AlexaFluor 488 (Invitrogen), адаптированного из инструкций производителя, как описано [26].Вкратце, сложный эфир AlexaFluor 488 добавляли к быстро перемешиваемому раствору 0,1 М бикарбоната натрия, pH 8,3 и 10 мг/мл гентамицина, и инкубировали в течение 5 часов при 4°C. Молярное соотношение гентамицин/AlexaFluor 10:1 использовали для минимизации образования многократно замещенных конъюгатов Alexa-Fluor 488-гентамицин. Конъюгированный гентамицин отделяли от непрореагировавшего красителя с помощью предоставленной обессоливающей смолы. Эффективность конъюгации определяли путем измерения количества молей красителя на моль гентамицина. Поглощение конъюгированного антибиотика определяли при 494 нм и делили на 71 000 M -1 см -1 , молярный коэффициент экстинкции для AlexaFluor 488 при 494 нм и концентрацию гентамицина в образце (оцененную на основе минимальное удержание 80% после очистки на смоле).Эффективность конъюгации составляла 1,2 моль AlexaFluor 488 на моль гентамицина в используемой партии. Показано, что конъюгированный гентамицин сохраняет свою противомикробную активность и хранится при 4°C до использования.

    Гентамицин, ванкомицин и боциллин FL Binding

    Мы адаптировали ранее описанный метод [70] с использованием AlexaFluor 488-гентамицина, ванкомицина FL и боциллина FL в качестве репортерных антибиотиков для исследования связи этих соединений со стафилококковыми клетками. Вкратце, указанные штаммы выращивали в TSB до OD , 600 нм, , равной 0.5. Антибиотики добавляли в следующих концентрациях: гентамицин 50 мкг/мл, ванкомицин FL 20 мкг/мл, боциллин FL 25 мкг/мл отдельно или в комбинации с HAMLET 100 мкг/мл.

    Через 30 минут культуры центрифугировали при 9000× г в течение 4 минут, промывали четыре раза PBS и ресуспендировали в небольшом объеме PBS. Клетки лизировали с помощью 5 последовательных циклов замораживания-оттаивания при -80°C и 37°C по 5 мин каждый, как описано ранее [57]. Концентрацию боциллина FL, ванкомицина FL или Alexa Fluor 488-гентамицина определяли путем измерения количества флуоресцентного материала в устройстве для считывания микропланшетов Synergy 2 (Biotek) с использованием длин волн возбуждения и испускания, установленных на 485 и 530 нм соответственно.Линейность была получена между 2 и 800 мкг/мл; (R 2  = 0,9983) для AlexaFluor 488-гентамицина от 0,5 до 100 мкг/мл; (R 2  = 0,9928) для боциллина FL и от 0,25 до 50 мкг/мл; (R 2  = 0,9919) для ванкомицина FL со связыванием, выраженным как отношение флуоресценции каждого образца к содержанию белка в образце, определяемому по соотношению 280/260 нм с использованием планшет-ридера BioTek Synergy 2 с Добавление микрокапель Take3 (Biotek).

    HAMLET и развитие резистентности к метициллину

    Эксперименты были разработаны для проверки влияния HAMLET на адаптацию MRSA к метициллину в жидких культурах, а также для проверки способности HAMLET ингибировать повышение резистентности при применении антибиотиков.Ряд пробирок, содержащих двукратно увеличивающиеся концентрации метициллина (1–512 мкг/мл или 2,5–1350 мкМ) в отсутствие или в присутствии HAMLET (100 мкг/мл или 6 мкМ), инкубировали с MRSA (NRS 384; 10 ). 7 –10 8 КОЕ/мл инокулята), как описано выше для определения МИК. После 12 часов инкубации образцы объемом 0,1 мл из пробирок с самой высокой концентрацией антибиотика, которые все еще демонстрировали мутность, использовали для инокуляции новой серии пробирок, содержащих ту же серию серийных разведений антибиотика в присутствии и в отсутствие HAMLET.Эксперименты проводились в течение 10 циклов. После каждого цикла и дополнительных 0,1 мл бактерий из пробирок с самой высокой концентрацией антибиотика, которые все еще демонстрировали мутность, дважды промывали в PBS для удаления антибиотиков и HAMLET. Затем эти бактерии использовали для определения их MIC в отсутствие или в присутствии 6 мкМ HAMLET в отдельном анализе, как описано выше. Эти анализы позволили получить значения МИК для рис.

    Статистический анализ

    Данные были проанализированы на статистическую значимость с помощью двустороннего критерия Стьюдента для непарных данных.Значение P- <0,05 считалось значимым.

    Благодарности

    Авторы хотели бы поблагодарить доктора Алана Лессе, медицинский факультет Университета Буффало, SUNY, за предоставление штаммов и доктора Катарину Сванборг, Лундский университет, Лунд, Швеция, за предоставление комплекса HAMLET для этих исследований.

    Вклад авторов

    Задумал и спроектировал эксперименты: APH LRM. Проведены эксперименты: LRM EAC. Проанализированы данные: APH LRM.Написал статью: APH LRM.

    Каталожные номера

    1. 1. Calfee DP (2012) Метициллин-резистентный Staphylococcus aureus и ванкомицин-резистентный энтерококк и другие грамположительные в здравоохранении. Curr Opin Infect Dis.
    2. 2. Гулд И.М., Дэвид М.З., Эспозито С., Гарау Дж., Лина Г. и др. (2012) Новое понимание патогенеза, лечения и устойчивости к метициллину Staphylococcus aureus (MRSA). Int J Antimicrob Agents 39: 96–104.
    3. 3. McGavin MJ, Heinrichs DE (2012)Стафилококки и стафилококковый патогенез. Front Cell Inf Microbio 2.
    4. 4. де Кракер М.Е., Волькевитц М., Дэйви П.Г., Коллер В., Бергер Дж. и соавт. (2011)Клиническое влияние устойчивости к противомикробным препаратам в европейских больницах: повышенная смертность и продолжительность пребывания в больнице, связанные с инфекциями кровотока, вызванными устойчивым к метициллину Staphylococcus aureus . Противомикробные агенты Chemother 55: 1598–1605.
    5. 5.Клевенс Р.М., Моррисон М.А., Надле Дж., Пети С., Гершман К. и др. (2007) Инвазивные метициллин-резистентные инфекции Staphylococcus aureus в Соединенных Штатах. ДЖАМА 298: 1763–1771.
    6. 6. Fischbach MA, Walsh CT (2009) Антибиотики для новых патогенов. Наука 325: 1089–1093.
    7. 7. Braine T (2011) Соревнуйтесь со временем в разработке новых антибиотиков. Bull World Health Organ 89: 88–89.
    8. 8. Аланис А.Дж. (2005) Устойчивость к антибиотикам: живем ли мы в эпоху после антибиотиков? Arch Med Res 36: 697–705.
    9. 9. Кристиансен Дж. Э., Томсен В. Ф., Мартинс А., Вивейрос М., Амарал Л. (2010)Неантибиотики меняют устойчивость бактерий к антибиотикам. В естественных условиях 24: 751–754.
    10. 10. Falcao-Silva VS, Silva DA, Souza Mde F, Siqueira-Junior JP (2009) Модуляция лекарственной устойчивости у Staphylococcus aureus гликозидом кемпферола из Herissantia tiubae (Malvaceae). Фитотер Рез 23: 1367–1370.
    11. 11. Kaatz GW, Moudgal VV, Seo SM, Kristiansen JE (2003)Фенотиазины и тиоксантены ингибируют активность помпы множественного оттока лекарств в Staphylococcus aureus .Противомикробные агенты Chemother 47: 719–726.
    12. 12. Фадли М., Шевалье Дж., Саад А., Мезриуи Н.Е., Хассани Л. и др. (2011)Эфирные масла марокканских растений как потенциальные хемосенсибилизаторы, восстанавливающие активность антибиотиков у резистентных грамотрицательных бактерий. Int J Antimicrob Agents 38: 325–330.
    13. 13. Lonnerdal B (2004)Белки грудного молока: ключевые компоненты биологической активности грудного молока. Adv Exp Med Biol 554: 11–25.
    14. 14. Newburg DS (1999)Гликоконъюгаты грудного молока, ингибирующие патогены.Curr Med Chem 6: 117–127.
    15. 15. Newburg DS (2005)Врожденный иммунитет и грудное молоко. Дж. Нутр 135: 1308–1312.
    16. 16. Свенссон М., Сабхарвал Х., Хаканссон А., Моссберг А.К., Липнюнас П. и соавт. (1999)Молекулярная характеристика вариантов укладки альфа-лактальбумина, которые вызывают апоптоз в опухолевых клетках. J Biol Chem 274: 6388–6396.
    17. 17. Свенссон М., Хаканссон А., Моссберг А.К., Линсе С., Сванборг С. (2000)Преобразование альфа-лактальбумина в белок, индуцирующий апоптоз.Proc Natl Acad Sci U S A 97: 4221–4226.
    18. 18. Дженсен Р.Г., Кларк Р.М., Феррис А.М. (1980)Состав липидов в грудном молоке: обзор. Липиды 15: 345–355.
    19. 19. Дженсен Р.Г., Феррис А.М., Ламми-Киф С.Дж., Хендерсон Р.А. (1990) Липиды коровьего и человеческого молока: сравнение. J Dairy Sci 73: 223–240.
    20. 20. Хаканссон А., Животовский Б., Оррениус С., Сабхарвал Х., Сванборг С. (1995)Апоптоз, индуцированный белком человеческого молока. Proc Natl Acad Sci U S A 92: 8064–8068.
    21. 21. Хаканссон А., Андреассон Дж., Животовский Б., Карпман Д., Оррениус С. и др. (1999) Мультимерный альфа-лактальбумин из грудного молока индуцирует апоптоз посредством прямого воздействия на ядра клеток. Разрешение ячейки опыта 246: 451–460.
    22. 22. Колер С., Гогвадзе В., Хаканссон А., Сванборг С., Оррениус С. и др. (2001)Складной вариант человеческого альфа-лактальбумина индуцирует переход митохондриальной проницаемости в изолированных митохондриях. Евр. Дж. Биохим 268: 186–191.
    23. 23.Хаканссон А., Свенссон М., Моссберг А.К., Сабхарвал Х., Линсе С. и др. (2000)Складной вариант альфа-лактальбумина с бактерицидной активностью против Streptococcus pneumoniae . Мол Микробиол 35: 589–600.
    24. 24. Клементи Э.А., Маркс Л.Р., Даффи М.Е., Хаканссон А.П. (2012)Новый механизм инициации смерти у Streptococcus pneumoniae , индуцированный белково-липидным комплексом человеческого молока HAMLET и активируемый во время физиологической смерти. J Biol Chem 287: 27168–27182.
    25. 25. Hakansson AP, Roche-Hakansson H, Mossberg AK, Svanborg C (2011)Апоптозоподобная смерть бактерий, вызванная HAMLET, липидно-белковым комплексом человеческого молока. PLoS One 6: e17717.
    26. 26. Маркс Л.Р., Клементи Э.А., Хаканссон А.П. (2012) Белково-липидный комплекс грудного молока HAMLET повышает чувствительность бактериальных патогенов к традиционным противомикробным агентам. ПЛОС ОДИН 7: e43514.
    27. 27. Reiter KC, Villa B, Paim TG, Sambrano GE, de Oliveira CF, et al.(2012)Усиление антистафилококковой активности шести противомикробных препаратов против sasG-отрицательных метициллин-чувствительных Staphylococcus aureus : модель биопленки in vitro. Diagn Microbiol Infect Dis 74: 101–105.
    28. 28. Parra-Ruiz J, Vidaillac C, Rose WE, Rybak MJ (2010)Активность высоких доз даптомицина, ванкомицина и моксифлоксацина отдельно или в сочетании с кларитромицином или рифампицином в новой модели in vitro биопленки Staphylococcus aureus .Противомикробные агенты Chemother 54: 4329–4334.
    29. 29. Полсен ИТ, Браун М.Х., Скуррей Р.А. (1996)Протонзависимые системы оттока многих лекарств. Microbiol Rev 60: 575–608.
    30. 30. Путман М., Ван Вин Х.В., Конингс В.Н. (2000)Молекулярные свойства бактериальных переносчиков многих лекарств. Microbiol Mol Biol Rev 64: 672–693.
    31. 31. Мартинс А., Коуто И., Аагард Л., Мартинс М., Вивейрос М. и др. (2007) Продолжительное воздействие метициллин-резистентного штамма Staphylococcus aureus (MRSA) COL к повышающимся концентрациям оксациллина приводит к полирезистентному фенотипу.Int J Antimicrob Agents 29: 302–305.
    32. 32. Лю С., Байер А., Косгроув С.Е., Даум Р.С., Фридкин С.К. и соавт. (2011)Клинические практические рекомендации Американского общества инфекционистов по лечению метициллин-резистентных Staphylococcus aureus инфекций у взрослых и детей. Clin Infect Dis 52: e18–55.
    33. 33. Jean SS, Hsueh PR (2011) Текущий обзор антимикробного лечения нозокомиальной пневмонии, вызванной полирезистентными патогенами.Мнение эксперта Pharmacother 12: 2145–2148.
    34. 34. Rand KH, Houck HJ (2004) Синергизм даптомицина с оксациллином и другими бета-лактамами против метициллин-резистентного Staphylococcus aureus . Противомикробные агенты Chemother 48: 2871–2875.
    35. 35. Rose WE, Poppens PT (2009)Влияние биопленки на активность ванкомицина in vitro отдельно и в комбинации с тигециклином и рифампицином против Staphylococcus aureus . J Antimicrob Chemother 63: 485–488.
    36. 36. Tang HJ, Chen CC, Ko WC, Yu WL, Chiang SR, et al. (2011)Эффективность противомикробных препаратов in vitro против устойчивых к метициллину Staphylococcus aureus с высоким содержанием инокулята или внедренных в биопленку с минимальными ингибирующими концентрациями ванкомицина, равными 2 мкг/мл (VA2-MRSA). Int J Antimicrob Agents 38: 46–51.
    37. 37. Kaatz GW, Moudgal VV, Seo SM (2002)Идентификация и характеристика нового фенотипа множественной лекарственной устойчивости, связанного с оттоком, у Staphylococcus aureus .J Antimicrob Chemother 50: 833–838.
    38. 38. Heine WE, Klein PD, Reeds PJ (1991) Значение альфа-лактальбумина в детском питании. Дж. Нутр 121: 277–283.
    39. 39. Lonnerdal B (1985)Биохимия и физиологическая функция белков грудного молока. Ам Дж. Клин Нутр 42: 1299–1317.
    40. 40. Симор А.Е. (2011)Стафилококковая деколонизация: эффективная стратегия профилактики инфекции? Ланцет Infect Dis 11: 952–962.
    41. 41. Ловелл Д.Л. (1945)Кожные бактерии; их роль в контаминации и инфицировании ран.Arch Surg 51: 78–80.
    42. 42. Мосс Б., Сквайр Дж. Р., Топли Э., Джонстон С. М. (1948) Носитель носа и кожи Staphylococcus aureus у пациентов, получающих пенициллин. Ланцет 1: 320–325.
    43. 43. Varga DT, White A (1961) Подавление назальных, кожных и воздушных стафилококков путем назального применения метициллина. Дж. Клин Инвест 40: 2209–2214.
    44. 44. Glotzer DJ, Goodman WS, Geronimus LH (1970)Местная профилактика антибиотиками в зараженных ранах.Экспериментальная оценка. Arch Surg 100: 589–593.
    45. 45. Roe E, Jones RJ (1972)Влияние местной химиопрофилактики на переносимую устойчивость к антибиотикам при ожогах. Ланцет 2: 109–111.
    46. 46. Рамон-Гарсия С., Мик В., Дайнезе Э., Мартин С., Томпсон С.Дж. и др. (2012) Функциональная и генетическая характеристика кранового эффлюксного насоса у Mycobacterium bovis BCG. Противомикробные агенты Chemother 56: 2074–2083.
    47. 47. Zhang Z, Liu ZQ, Zheng PY, Tang FA, Yang PC (2010)Влияние ингибиторов откачивающей помпы на множественную лекарственную устойчивость Helicobacter pylori .World J Gastroenterol 16: 1279–1284.
    48. 48. Рафии Ф., Парк М. (2008)Обнаружение и характеристика переносчика ABC в Clostridium hathewayi . Arch Microbiol 190: 417–426.
    49. 49. Montville TJ, Bruno ME (1994) Доказательства того, что рассеяние протонной движущей силы является общим механизмом действия бактериоцинов и других противомикробных белков. Int J Food Microbiol 24: 53–74.
    50. 50. Ramon-Garcia S, Martin C, Ainsa JA, De Rossi E (2006) Характеристика устойчивости к тетрациклину, опосредованной насосом оттока Tap из Mycobacterium fortuitum .J Antimicrob Chemother 57: 252–259.
    51. 51. Махамуд А., Шевалье Дж., Алиберт-Франко С., Керн В.В., Пейдж Дж.М. (2007)Насосы оттока антибиотиков у грамотрицательных бактерий: стратегия ответа ингибитора. J Antimicrob Chemother 59: 1223–1229.
    52. 52. Gustafsson L, Leijonhufvud I, Aronsson A, Mossberg AK, Svanborg C (2004)Лечение папиллом кожи местным применением альфа-лактальбумин-олеиновой кислоты. N Engl J Med 350: 2663–2672.
    53. 53. Фишер В., Густафссон Л., Моссберг А.К., Гронли Дж., Морк С. и соавт.(2004) Человеческий альфа-лактальбумин, летальный для опухолевых клеток (HAMLET), убивает клетки глиобластомы человека в ксенотрансплантатах головного мозга с помощью механизма, подобного апоптозу, и продлевает выживание. Рак Рез. 64: 2105–2112.
    54. 54. Моссберг А.К., Вуллт Б., Густафссон Л., Манссон В., Люнггрен Э. и соавт. (2007)Рак мочевого пузыря реагирует на внутрипузырное введение HAMLET (альфа-лактальбумин человека стал смертельным для опухолевых клеток). Int J Рак 121: 1352–1359.
    55. 55. Mossberg AK, Hou Y, Svensson M, Holmqvist B, Svanborg C (2010) Лечение HAMLET задерживает развитие рака мочевого пузыря.Дж Урол 183: 1590–1597.
    56. 56. Дантас Г., Соммер М.О., Олувасегун Р.Д., Черч Г.М. (2008)Бактерии, питающиеся антибиотиками. Наука 320: 100–103.
    57. 57. Lemaire S, Fuda C, Van Bambeke F, Tulkens PM, Mobashery S (2008)Восстановление чувствительности метициллин-резистентного Staphylococcus aureus к бета-лактамным антибиотикам при кислом pH: роль пенициллин-связывающего белка PBP 2a. J Biol Chem 283: 12769–12776.
    58. 58. Ricci V, Tzakas P, Buckley A, Piddock LJ (2006) Устойчивые к ципрофлоксацину штаммы Salmonella enterica serovar Typhimurium трудно выбрать в отсутствие AcrB и TolC.Противомикробные агенты Chemother 50: 38–42.
    59. 59. Маркхэм П.Н., Нейфах А.А. (1996) Ингибирование переносчика многих лекарств NorA предотвращает появление резистентности к норфлоксацину у Staphylococcus aureus . Противомикробные агенты Chemother 40: 2673–2674.
    60. 60. Ломовская О., Уоррен М.С., Ли А., Галаццо Дж., Фронко Р. и др. (2001)Идентификация и характеристика ингибиторов насосов оттока с множественной лекарственной устойчивостью у Pseudomonas aeruginosa : новые агенты для комбинированной терапии.Противомикробные агенты Chemother 45: 105–116.
    61. 61. Harigaya Y, Ngo D, Lesse AJ, Huang V, Tsuji BT (2011) Характеристика гетерогенной устойчивости к ванкомицину-промежуточному звену, MIC и дисфункции регулятора дополнительного гена (agr) среди клинических изолятов кровотока Staphyloccocus aureus . BMC Infect Dis 11: 287.
    62. 62. Fuchs PC, Barry AL, Brown SD (2002) Бактерицидная активность даптомицина in vitro против стафилококков. J Antimicrob Chemother 49: 467–470.
    63. 63. Бакар Н.С., Зин Н.М., Басри Д.Ф. (2012)Синергизм флавона с ванкомицином и оксациллином против ванкомицина-промежуточного звена Staphyloccus aureus . Pak J Pharm Sci 25: 633–638.
    64. 64. Nobmann P, Bourke P, Dunne J, Henehan G (2010) Противомикробная активность in vitro и механизм действия новых производных углеводов и жирных кислот против Staphylococcus aureus и MRSA. J Appl Microbiol 108: 2152–2161.
    65. 65.Нуриастути Т., ван дер Мей Х.К., Бушер Х.Дж., Иравати С., Аман А.Т. и др. (2009)Влияние масла корицы на экспрессию icaA и образование биопленки Staphylococcus epidermidis. Appl Environ Microbiol 75: 6850–6855.
    66. 66. Margolis E (2009) Конкуренция Streptococcus pneumoniae, опосредованная перекисью водорода, не оказывает существенного влияния на Staphylococcus aureus носовую колонизацию новорожденных крыс. J Bacteriol 191: 571–575.
    67. 67.Маркс Л.Р., Парамешваран Г.И., Хаканссон А.П. (2012)Взаимодействия пневмококков с эпителиальными клетками имеют решающее значение для оптимального формирования биопленки и колонизации in vitro и in vivo. Заразить Иммуна 80: 2744–2760.
    68. 68. Breeuwer P, Drocourt J, Rombouts FM, Abee T (1996) Новый метод непрерывного определения внутриклеточного pH в бактериях с помощью внутренне конъюгированного флуоресцентного зонда 5 (и 6-)-карбоксифлуоресцеина сукцинимидилового эфира. Appl Environ Microbiol 62: 178–183.
    69. 69. Corvini PF, Gautier H, Rondags E, Vivier H, Goergen JL, et al. (2000) Определение внутриклеточного pH продуцирующего пристинамицин штамма Streptomyces pristinaespiralis с помощью анализа изображений. Микробиология 146: 2671–2678.
    70. 70. Cottagnoud P, Cottagnoud M, Tauber MG (2003) Ванкомицин действует синергетически с гентамицином против устойчивых к пенициллину пневмококков, увеличивая внутриклеточное проникновение гентамицина. Противомикробные агенты Chemother 47: 144–147.

    Устойчивость к фузидиевой кислоте у Staphylococcus aureus

    Фузидиевая кислота представляет собой антибиотик узкого спектра действия, полученный из Fusidium coccineum , который более 35 лет используется для лечения инфекций, вызванных Staphylococcus aureus . 1 Резистентность к фузидиевой кислоте у S. aureus может быть легко отобрана на предмет воздействия антибиотика in vitro, что позволяет рекомендовать для системной терапии фузидиевую кислоту назначать только в сочетании с другим агентом.Более спорным является использование местного применения фузидиевой кислоты при лечении инфекций кожи и мягких тканей. Многие авторы предполагают, что препарат эффективен в качестве монотерапии в этих условиях. В Великобритании использование фузидиевой кислоты для местного применения (отдельно или в сочетании с глюкокортикоидами) почти удвоилось в период с 1995 по 2001 год, 2 , что совпало с сообщениями о быстро растущей резистентности к фузидиевой кислоте из многих центров. 2– 8

    Повышение устойчивости к фузидиевой кислоте у S aureus может быть важным по трем причинам.Во-первых, это может означать, что системную фузидиевую кислоту больше нельзя использовать в ситуациях, когда она клинически показана. Во-вторых, может иметь место неэффективность местного лечения, особенно в учреждениях первичной медико-санитарной помощи, где лечение часто носит эмпирический характер, и, в-третьих, резистентность к фузидиевой кислоте может быть связана с резистентностью к другим антибиотикам, что способствует распространению полирезистентных к антибиотикам штаммов S. aureus , таких как MRSA. устойчивый к метициллину S. aureus ).

    СПОСОБ ДЕЙСТВИЯ ФУЗИДНОЙ КИСЛОТЫ

    Фактор элонгации G (EF-G) представляет собой бактериальный белок, необходимый для транслокации на бактериальной рибосоме после образования пептидной связи во время синтеза белка.Фузидиевая кислота связывается с этим белком и рибосомой, тем самым ингибируя дальнейший синтез бактериального белка. Прокариоты обладают только одним типом фактора элонгации. У эукариот, однако, есть другие факторы, на которые не влияет действие фузидиевой кислоты, что позволяет им продолжать процесс синтеза белка. 9 Действие фузидиевой кислоты в значительной степени бактериостатическое, но при высоких концентрациях (в 2–32 раза выше МПК) эффект может быть бактерицидным. 1

    АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫЙ СПЕКТР ДЕЙСТВИЯ И КЛИНИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

    Фузидиевая кислота обладает необычным спектром действия, который включает коринебактерии, нокардии, анаэробы и виды Neisseria , но используется почти исключительно как антистафилококковый агент. 9 Основные показания:

    • Системное лечение тяжелых стафилококковых инфекций . Пероральная или внутривенная фузидиевая кислота может использоваться в сочетании с другим антистафилококковым средством для лечения тяжелых стафилококковых инфекций. 10 Это особенно ценно для лечения остеомиелита и септического артрита из-за его превосходного проникновения в кости. 11

    • Системное лечение колонизации и инфекции MRSA .Фузидиевая кислота оказалась полезной в сочетании с такими агентами, как ванкомицин, но не в качестве монотерапии, при лечении инфекций, вызванных MRSA. 12 В сочетании с рифампицином он используется для устранения колоний MRSA, когда местные средства, такие как мупироцин, оказались неэффективными. 13

    • Местное лечение кожных инфекций . Препараты фузидиевой кислоты для местного применения в настоящее время составляют две трети общего использования 14 и широко используются в качестве монотерапии для лечения поверхностных кожных инфекций, включая импетиго, фолликулит, эритразму, фурункулез и инфицированные травматические раны. 15, 16 К сожалению, отсутствуют убедительные доказательства эффективности, поскольку лишь немногие исследования являются рандомизированными, двойными слепыми или контролируемыми. 15

    • Местное лечение атопического дерматита . Местные препараты фузидиевой кислоты и глюкокортикоида широко используются в лечении атопического дерматита. Колонизация кожи S. aureus является характерной чертой атопического дерматита и, как полагают, вызывает воспалительный процесс, что приводит к рекомендации, что препараты фузидиевой кислоты и глюкокортикоидов могут быть препаратами выбора для лечения этого состояния. 17

    УСТОЙЧИВОСТЬ К ФУЗИДНОЙ КИСЛОТЕ

    Устойчивость к фузидиевой кислоте in vitro можно легко выбрать из исходного высокого инокулята. 18 Однако было проведено на удивление мало подробных исследований механизмов устойчивости к фузидиевой кислоте у S aureus .

    Все бактериальные популяции вызывают спонтанные одноэтапные хромосомные мутации в гене, кодирующем EF-G, с частотой 1 на 10 6 –10 8 клеточных делений.Это происходит даже с изолятами от людей, которые никогда не подвергались воздействию фузидиевой кислоты. Было высказано предположение, что устойчивые мутанты растут медленнее и менее вирулентны, но неясно, верно ли это. 18 Резистентность также может возникать из-за опосредованного плазмидами снижения проницаемости клеточной стенки или мембраны. 18, 19 Эта устойчивость может быть связана с устойчивостью к тяжелым металлам и устойчивостью к другим антибиотикам, включая продукцию карандашлиназы. 19 Относительная важность этих двух механизмов резистентности неясна.Lacey and Rosdahl 20 определили механизм резистентности у 26 изолятов пациентов и обнаружили резистентность, опосредованную плазмидами, у 18. Предполагается, что резистентность других штаммов является хромосомной. Сообщалось о различных других механизмах резистентности, но они менее хорошо охарактеризованы. 18

    ТЕНДЕНЦИИ УСТОЙЧИВОСТИ К ФУЗИДНЫМ КИСЛОТАМ В

    S AUREUS

    В 1960–1980-е годы было получено значительное количество сообщений об устойчивости к фузидиевой кислоте S. aureus , которые суммированы Turnbridge и Collignon. 18 Однако до недавнего времени было сравнительно мало современных данных. Широко сообщалось о двух типах данных. Показатели резистентности к фузидиевой кислоте в культурах крови связаны с потенциальным применением системной фузидиевой кислоты для лечения глубоких стафилококковых инфекций, тогда как данные, относящиеся к изолятам из участков кожи и мягких тканей, относятся к возможным показаниям для местной терапии.

    Исследования бактериемии S aureus вплоть до середины 1980-х неизменно показывали показатели резистентности к фузидиевой кислоте 0–2.3%, без существенной разницы между внутрибольничными и внебольничными случаями. 21– 23 Однако данные из Великобритании свидетельствуют о том, что впоследствии наблюдался быстрый рост распространенности резистентности к фузидиевой кислоте в культурах крови, изолятов S. aureus . Уровень устойчивости к фузидиевой кислоте у чувствительных к метициллину штаммов S. aureus , зарегистрированный в рамках добровольной схемы отчетности PHLS, увеличился с 2,0% до 6,4% в период с 1990 по 2001 гг. 14 MRSA были исключены из этого анализа, чтобы исключить возможное влияние распространение МРЗС.В нашей больнице в период с 1995 по 2002 год 18 из 322 (5,6%) изолятов культуры крови S aureus были устойчивы к фузидиевой кислоте (J Gray, неопубликованные данные). Уровень устойчивости к фузидиевой кислоте у штаммов, чувствительных к метициллину, составил 7,3%, в то время как ни один MRSA не был устойчив к фузидиевой кислоте. Таким образом, растущий уровень резистентности к фузидиевой кислоте в изолятах культуры крови S. aureus напрямую не связан с ростом бактериемии MRSA, который наблюдался в Великобритании с середины 1990-х годов. 24

    Исследования устойчивости к фузидиевой кислоте изолятов S. aureus из кожи и мягких тканей показали гораздо большую вариабельность чувствительности к фузидиевой кислоте, с уровнем устойчивости 26–33% у пациентов с ожогами, дерматологами и пациентами с ИТУ. 18 Хотя в недавнем исследовании в Нидерландах не было обнаружено резистентности к фузидиевой кислоте у S. aureus , выделенного от детей, обратившихся за первичной медико-санитарной помощью с импетиго, 25 в Великобритании показатели резистентности к фузидиевой кислоте в последнее время составляют от 11,5% до 18,5%. сообщается, 2– 8 с особенно высокими показателями у детей. 3, 5 Несмотря на то, что штаммы, устойчивые к фузидиевой кислоте, в этих обсервационных исследованиях, вероятно, чрезмерно представлены (поскольку мазки от устойчивых к терапии случаев с большей вероятностью будут отправлены в лабораторию), уровни устойчивости лабораторных изолятов S. aureus , тем не менее, увеличились на 50–200% в течение 1990-х годов. 2– 8 Недавний аудит в нашей собственной больнице показал, что 30 из 44 (68%) изолятов S aureus от детей, поступивших в отделение дерматологии с импетиго, были устойчивы к фузидиевой кислоте. Даже 50% изолятов от детей, ранее не получавших лечения фузидиевой кислотой, были резистентны к фузидиевой кислоте (SJ Beswick, неопубликованные данные). Еще более поразительно, что в другом исследовании, где только двое из 46 детей ранее получали лечение фузидиевой кислотой, уровень резистентности составил 37.0%. 3

    НАЗНАЧЕНИЕ ФУЗИДНОЙ КИСЛОТЫ И ПОЯВЛЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ

    Легкость, с которой можно отобрать резистентность к фузидиевой кислоте для in vitro, хорошо известна и привела к широко распространенному мнению, что фузидиевая кислота при монотерапии рискует неэффективным лечением из-за отбора устойчивых мутантов. 1, 18 Однако ограниченное число исследований, часто с участием относительно небольшого числа пациентов, предполагает, что краткосрочное системное или местное лечение острых инфекций является клинически и микробиологически эффективным.При острых инфекциях кожи и мягких тканей 5-10-дневные курсы фузидиевой кислоты были связаны с низкой частотой (0-3,9%) резистентности к фузидиевой кислоте, возникающей в конце лечения. 18 Однако в этих исследованиях редко изучалось влияние лечения на S aureus , одновременно присутствующих в местах носительства, отличных от места заражения. В одном недавнем исследовании краткосрочная терапия не была связана с повышением уровня резистентности к фузидиевой кислоте в мазках кожи и носа после лечения. 26 Однако было изучено лишь небольшое число пациентов, из которых 26% уже имели устойчивый к фузидиевой кислоте S. aureus в мазках до лечения. В тех случаях, когда лечение было менее успешным, это госпитализированные пациенты с хроническими дерматологическими заболеваниями, ожогами или язвами на ногах, у которых после лечения сообщалось о резистентности к фузидиевой кислоте до 43%. 27 Это может быть связано с тем, что более высокая бактериальная нагрузка у пациентов с сопутствующим кожным заболеванием и/или обширной инфекцией может увеличить риск селекции резистентных мутантов; потому что при таких инфекциях редко достигается микробиологическое излечение, что опять же способствует отбору устойчивых мутантов; или потому, что происходит передача штаммов, устойчивых к фузидиевой кислоте, от пациента к пациенту, чему способствует основное состояние кожи и избирательное давление при использовании фузидиевой кислоты.Какой бы ни была причина, госпитальные вспышки можно успешно контролировать, ограничивая местное использование фузидиевой кислоты в сочетании с улучшенными мерами инфекционного контроля. 28, 29

    На основании сообщений об эффективности коротких курсов фузидиевой кислоты в качестве монотерапии и того, что до недавнего времени большинство сообщений о высоких показателях резистентности к фузидиевой кислоте поступали в больницах, было высказано предположение, что целесообразно использовать фузидиевую кислоту в первичных уход.Недавнее рандомизированное исследование в Нидерландах подтвердило эту точку зрения, заключив, что фузидиевая кислота в качестве монотерапии является средством выбора при импетиго у детей. 25 Однако на самом деле исследование показало, что местное применение фузидиевой кислоты вместе с повидон-йодом превосходило повидон-йод в отдельности: повидон-йод снижал риск селекции устойчивых к фузидиевой кислоте мутантов.

    Недавние данные из Великобритании ставят под сомнение мнение об оправданности использования фузидиевой кислоты вне больниц.Хотя следует иметь в виду, что образцы отправляются в лабораторию только от небольшой части 90 821 инфекций, вызванных S. aureus 90 822, в учреждениях первичной медико-санитарной помощи, есть данные, свидетельствующие о том, что уровень устойчивости к фузидиевой кислоте растет как минимум так же быстро в обществе, как и в больницах, и что это увеличение происходит параллельно увеличению назначения фузидиевой кислоты для местного применения. 2– 8 Кроме того, недавно сообщалось о прямой связи между частотой резистентности и назначением фузидиевой кислоты в различных врачебных кабинетах Уэльса. 30 Хотя резистентность к фузидиевой кислоте за пределами больниц может считаться более вероятной из-за отбора устойчивых мутантов, а не клонального распространения, имеются сообщения из Великобритании 3 и Швеции 31 о передаче вируса от человека к человеку. устойчивый к фузидиевой кислоте S aureus в сообществе.

    Распространенность MRSA среди дерматологических пациентов растет, что вызывает обеспокоенность тем, что широкое применение фузидиевой кислоты для местного применения может быть сопутствующим фактором. 32, 33 В Великобритании преобладающие эпидемические штаммы MRSA остаются чувствительными к фузидиевой кислоте. Однако новый эпидемический штамм (EMRSA-17), устойчивый к фузидиевой кислоте, недавно был идентифицирован в ряде центров, особенно в южной Англии. 34 Таким образом, несмотря на отсутствие прямых доказательств того, что использование фузидиевой кислоты на сегодняшний день способствовало распространению эпидемических штаммов MRSA, в будущем это может стать более важным.

    РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ФУЗИДНОЙ КИСЛОТЫ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ИНФЕКЦИЙ С

    S AUREUS

    Местные противомикробные препараты переносятся лучше, чем пероральные, что может улучшить соблюдение режима лечения, особенно у детей. 35 Было показано, что при острых поверхностных кожных инфекциях эффективность местного применения фузидиевой кислоты или мупироцина как минимум сравнима с пероральным лечением, за исключением более тяжелых случаев импетиго. 36– 40 Небольшое количество исследований, сравнивающих местное применение фузидиевой кислоты и мупироцина при стафилококковых кожных инфекциях, показало небольшую разницу в клинических исходах, 41, 42 , хотя в одном исследовании мупироцин был более эффективен при импетиго. 43

    Из-за предполагаемого риска возникновения и распространения резистентности при местной антибактериальной терапии рекомендуется, чтобы местные антибиотики не применялись системно. 44 Хотя мупироцин соответствует этому критерию, важно также признать, что мупироцин является краеугольным камнем эрадикационной терапии MRSA, и что его широкое использование может повлиять на способность больниц контролировать распространение MRSA. 13

    Clinical Evidence , информационный ресурс Министерства здравоохранения Великобритании / BMJ, пришел к выводу, что нет никаких доказательств в поддержку общего использования антибиотикотерапии при атопическом дерматите, 45 точка зрения, которая впоследствии была поддержана другими авторами. 46, 47 При любом хроническом кожном заболевании лучше избегать местного применения антибиотиков из-за сомнительной эффективности и более высокого риска развития резистентности во время терапии, по крайней мере, с фузидиевой кислотой. 27– 29 При острых поверхностных инфекциях удобство местной антибиотикотерапии должно быть сбалансировано с риском развития клинически значимой резистентности. Ни фузидиевая кислота, ни мупироцин не являются идеальными с этой точки зрения, особенно в больницах, и оба препарата следует использовать с осторожностью.Данных об альтернативных агентах немного.

    Использование системной фузидиевой кислоты вызывает гораздо меньше споров, поскольку там, где это клинически показано, она уже используется почти исключительно в качестве комбинированной терапии.

    ЗАКЛЮЧЕНИЕ

    По крайней мере, в Великобритании мы наблюдаем быстрый рост резистентности к фузидиевой кислоте как среди населения, так и в больницах. Хотя это произошло одновременно с ростом заболеваемости MRSA, эти два наблюдения не связаны напрямую.Повышение резистентности угрожает сделать фузидиевую кислоту неэффективной для клинически важных показаний, таких как лечение глубоких инфекций и контроль MRSA. Резистентность также может привести к неэффективности местной терапии в первичной медико-санитарной помощи, что, в свою очередь, может привести к поступлению детей в больницу с ухудшением течения инфекции.

    У нас есть лишь ограниченное понимание резистентности к фузидиевой кислоте на генетическом, эпидемиологическом и клиническом уровне, и слишком многие из наших методов назначения основаны на устаревших данных, полученных в ходе обсервационных исследований небольшого числа пациентов.Отсутствуют исследования хорошего качества, изучающие клиническую эффективность местного применения фузидиевой кислоты при инфекциях кожи и мягких тканей. Мы не понимаем влияние назначения фузидиевой кислоты в сообществе на возникновение и распространение резистентности, а также безопасность любой продолжительности монотерапии. Мы не знаем относительной важности различных механизмов устойчивости к фузидиевой кислоте или степени, в которой клональное распространение в сообществе способствует повышению устойчивости к фузидиевой кислоте.Для решения подобных вопросов необходимы дальнейшие исследования. В то же время, учитывая нехватку подходящих альтернатив фузидиевой кислоте для местного применения, трудно рекомендовать полностью объявить ее использование вне закона. Тем не менее, мы считаем, что целесообразно ограничить использование фузидиевой кислоты для местного применения короткими курсами для пациентов вне стационара без сопутствующих кожных заболеваний, а также проводить тщательный мониторинг местных моделей чувствительности к антибиотикам. Системную фузидиевую кислоту следует продолжать использовать только в сочетании с другими агентами при наличии клинических показаний и при восприимчивости инфекционных бактерий.

    Благодарности

    Признание работы доктора С. Дж. Бесвика по сбору историй болезни пациентов с импетиго в детской больнице Бирмингема.

    ССЫЛКИ

    1. Verbist L . Антимикробная активность фузидиевой кислоты. J Antimicrob Chemother1990;25 (дополнение B):1–5.

    2. Brown EM , Wise R. Крем с фузидиевой кислотой от импетиго.Фузидиевую кислоту следует использовать с ограничениями. BMJ2002;324:1394.

    3. Оуэн SE , Cheesbrough JS. Крем с фузидиевой кислотой от импетиго. Выводы нельзя экстраполировать. BMJ2002;324:1394.

    4. Zadik P , Young N. Крем с фузидовой кислотой от импетиго. Необходимо отслеживать тенденции сопротивления. BMJ2002;324:1394.

    5. Стоддарт Б. , Коллинз Т., Дентон М.Крем с фузидиевой кислотой от импетиго. Проблема может быть клинически важной. BMJ2002;324:1394.

    6. Weston VC , Boswell TC, Finch RG, и др. Крем с фузидовой кислотой от импетиго. Возникновение резистентности к фузидиевой кислоте ограничивает ее использование. BMJ2002;324:1394.

    7. Sule O , Brown N, Brown DF, и др. Крем с фузидовой кислотой от импетиго. Рекомендуется разумное использование.BMJ2002;324:1394.

    8. Brown EM , Томас П. Устойчивость к фузидиевой кислоте изолятов Staphylococcus aureus. Ланцет 2002;359:803.

    9. Collignon P , Turnidge J. Активность фузидиевой кислоты in vitro. Int J Antimicrob Agents1999;12 (дополнение 2):S45–58.

    10. Эйкын С.Ж. . Стафилококковая бактериемия и эндокардит и фузидиевая кислота.J Antimicrob Chemother1990;25 (дополнение B):33–8.

    11. Кумбс RHH . Фузидиевая кислота при стафилококковой инфекции костей и суставов. J Antimicrob Chemother1990;25 (дополнение B):53–60.

    12. Уитби М . Фузидиевая кислота в лечении метициллинрезистентного золотистого стафилококка. Int J Antimicrob Agents1999;12 (дополнение 2):S67–71.

    13. Отчет рабочей группы .Пересмотренные рекомендации по контролю метициллин-резистентной инфекции Staphylococcus aureus в больницах. J Hosp Infect1998;39:259–90.

    14. Ливермор Д. , Джеймс Д., Дакворт Г., и др. Использование фузидиевой кислоты и резистентность. Ланцет 2002;360:806.

    15. Спелман Д . Фузидиевая кислота при инфекциях кожи и мягких тканей. Int J Antimicrob Agents1999;12 (дополнение 2):S59–66.

    16. Уилкинсон Д.Д. . Фузидиевая кислота в дерматологии. Бр Дж. Дерматол1998;139:37–40.

    17. Abeck D , Mempel M. Колонизация золотистого стафилококка при атопическом дерматите и его терапевтические последствия. Бр Дж. Дерматол1998;139:13–16.

    18. Turnidge J , Collignon P. Устойчивость к фузидиевой кислоте.Int J Antimicrob Agents1999;12 (дополнение 2):S35–44.

    19. O’Brien FG , Price C, Grubb WB, и др. Генетическая характеристика детерминант устойчивости к фузидиевой кислоте и кадмию плазмиды pUB101 золотистого стафилококка. J Antimicrob Chemother2002;50:313–21.

    20. Лейси РВ , Росдал ВТ. Необычная «пенициллиназная плазмида» у Staphylococcus aureus; свидетельство его переноса в естественные условия.J Med Microbiol1974;7:1–9.

    21. Бруун Б. , Ленивец К., Вейс Бентзон М., и др. Исследование бактериемии в Дании в 1977–1978 гг. Acta Path Micobiol Immunol Scand1982;90 (раздел B):309–17.

    22. Испахани P , Пирсон, штат Нью-Джерси, Дональд, FE. Культуры крови: восьмилетний опыт использования традиционной внутренней системы и тенденции в отношении чувствительности к противомикробным препаратам.Медицинская лаборатория Sci1989; 46: 295–304.

    23. Phillips I , King A, Gransden WR, и др. Чувствительность к антибиотикам бактерий, выделенных из крови пациентов больницы Св. Томаса, 1969–1988 гг. J Antimicrob Chemother1990;25 (дополнение C):59–80.

    24. Анон . Устойчивость к метициллину у золотистого стафилококка, выделенного из крови в Англии и Уэльсе: с 1994 по 1998 год.Еженедельник CDR 1999; 9: 65–8.

    25. Koning S , van Suijlekom-Smit LWA, Nouwen JL, и др. Крем с фузидиевой кислотой при лечении импетиго в общей практике: двойное слепое рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. BMJ2002;324:203–6.

    26. Ravenscroft JC , Layton AM, Eady AM, и др. Краткосрочные эффекты местного применения фузидиевой кислоты или мупироцина на распространенность резистентного к фузидиевой кислоте (FusR) Staphylococcus aureus при атопической экземе.Бр Дж. Дерматол, 2003; 148:1010–17.

    27. Айлиф GAJ . Использование антибиотиков и резистентность. В: Геддес А.М., Уильямс Д.Д., ред. Современная антибактериальная терапия. Лондон: Черчилль Ливингстон, 1973: 53–63.

    28. Ayliffe GA , Green W, Livingston R, et al. Устойчивый к антибиотикам золотистый стафилококк в дерматологии и ожоговых отделениях. Дж. Клин Патол, 1977; 30:40–4.

    29. Ayliffe GAJ , Lilly HA, Lowbury EJL. Снижение больничного стафилококка? Частота полирезистентного стафилококка. aureus в трех больницах Бирмингема. Ланцет 1979; 1: 538–41.

    30. Мейсон Б.В. , Ховард А.Дж., Маги Дж.Т. Резистентность к фузидиевой кислоте у общинных изолятов метициллин-чувствительного золотистого стафилококка и назначение фузидиевой кислоты. J Antimicrob Chemother2003;51:1033–6.

    31. Остерлунд А , Эден Т, Олссон-Лильекьюст Б, и др. Шведская группа по изучению устойчивого к фузидовой кислоте золотистого стафилококка. Клональное распространение среди шведских детей штамма Staphylococcus aureus, устойчивого к фузидиевой кислоте. Scand J Infect Dis2002;34:729–34.

    32. Farrell AM , Shanson DC, Ross JS, et al. Вспышка метициллин-резистентного золотистого стафилококка (MRSA) в дерматологическом отделении дневного стационара.Clin Exp Dermatol1998;23:249–53.

    33. Trividic M , Gauthier ML, Sparsa A, и др. Метирезистентный золотистый стафилококк в дерматологической практике: происхождение, факторы риска и исход. Энн Дерматол Венереол2002;129:27–9.

    34. Окен Х.М. , Ганнер М., Мурчан С., и др. Новый британский штамм эпидемического метициллин-резистентного золотистого стафилококка (EMRSA-17), устойчивый к множеству антибиотиков.J Antimicrob Chemother2002;50:171–5.

    35. Eady EA , Бухта JH. Местная антибактериальная терапия: современное состояние и перспективы на будущее. Drugs Exp Clin Res1990;16:423–33.

    36. Rice TD , Duggan AK, DeAngelis C. Экономическая эффективность эритромицина по сравнению с мупироцином для лечения импетиго у детей. Педиатрия 1992; 89: 210–14.

    37. Маклинн С .Бактериологически контролируемое рандомизированное исследование, в котором сравнивалась эффективность 2% мупироциновой мази (бактробан) с пероральным эритромицином при лечении пациентов с импетиго. J Am Acad Dermatol1990;22:883–5.

    38. Mertz PM , Marshall DA, Eaglstein WH, et al. Местное лечение импетиго мупироцином равносильно пероральному лечению эритромицином. Arch Dermatol1989;125:1069–73.

    39. Villiger JW , Robertson WD, Kanji K, et al. Сравнение нового местного антибиотика мупироцина («Бактробан») с пероральными антибиотиками при лечении кожных инфекций в общей практике. Curr Med Res Opin1986;10:339–45.

    40. Пакрух Х . Сравнение монотерапии мазью фусидата натрия («Фуцидин») с пероральной антибактериальной терапией при инфекциях мягких тканей. Curr Med Res Opin 1977–78; 5: 289–94.

    41. Гилберт М .Местное применение 2% мупироцина по сравнению с 2% мазью фузидиевой кислоты при лечении первичных и вторичных кожных инфекций. J Am Acad Dermatol1989;20:1083–7.

    42. Морли Пенсильвания , Мунот ЛД. Сравнение мази фузидата натрия и мази мупироцина при поверхностном сепсисе кожи. Curr Med Res Opin1988;11:142–8.

    43. Белый DG , Collins PO, Rowsell RB. Местные антибиотики при лечении поверхностных кожных инфекций в общей практике — сравнение мупироцина с фузидатом натрия.J Infect1989;18:221–9.

    44. Анон . Редакция. Резистентность к антибиотикам и местное лечение. BMJ1978; 2: 649–50.

    45. Чарман С . Клинические доказательства. Атопическая экзема. BMJ1999;318:1600–4.

    46. Раймер СС . Лечение детского атопического дерматита. Клин Педиатр (Фила) 2000; 39: 1–14.

    47. Уильямс RE .Комбинация антибиотиков и кортикостероидов. Какова его роль при атопическом дерматите? Am J Clin Dermatol 2000;1:211–15.

      Антибиотики против стафилококка: Антибиотики от стафилококка и стрептококка купить недорого
  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.