Устойчивость бактерий к антибиотикам является одной из самых серьезных проблем в современной медицине. Выявлено, что угрозу для антимикробной терапии представляют бактериальные ферменты —аминогликозидфосфотрансферазы (аph). Ученые из Института общей генетики имени Н. И. Вавилова РАН и МФТИ провели анализ распространения генов этого фермента в микробиоте кишечника россиян. Результаты опубликованы в журнале Вестник РГМУ.
Для изучения процесса формирования устойчивости (по-научному — резистентности к антибиотикам) ученые исследуют ДНК микроорганизмов, идентифицируя гены устойчивости. По данным Antibiotic Resistance Genes Database (ARDB — Базы данных генов устойчивости к антибиотикам), в настоящее время насчитывается 13 293 таких гена бактерий.
Кишечник человека заселен огромным количеством микроорганизмов (до 1000 видов) общим весом до 3 кг, образуя практически отдельный эндокринный орган человека, называемый микробиотой. Живущая в нем микрофлора представляет собой не просто набор бактерий, а активно взаимодействующее сообщество, в котором, в частности, идет обмен генетической информацией, в том числе и с патогенными видами.
Алексей Ковтун, автор исследования, аспирант кафедры биоинформатики МФТИ, комментирует: «Кишечная микробиота является резервуаром генов устойчивости к антибиотикам. Гены aph(аминогликозидфосфотрансферазы) присутствуют в геномах многих бактерий, в том числе у безвредных, от которых они могут передаваться опасным видам. Например, анализ метагеномной ДНК кишечника новорожденных показал, что уже в это время в нем присутствуют многочисленные гены устойчивости к двум из наиболее широко используемых классов антибиотиков в клинике и в сельском хозяйстве — β-лактамам и аминогликозидам».
При сравнении микробиоты кишечника 832 человек из десяти разных стран (Англии, Финляндии, Франции, Италии, Норвегии, Шотландии, США, Японии, Китая и Малави) ученые установили, что возраст, пол и состояние здоровья человека мало влияют на потенциал устойчивости к антибиотикам микробиоты кишечника, тогда как географическое происхождение человека оказывается существенным.
Исследователи провели анализ метагеномов кишечника 11 здоровых людей из России. Он показал наличие в 7 образцах трех генов аph бактериального фермента аминогликозидфосфотрансферазы. Наиболее распространенным из них оказался aph(3′)-IIIa. Обнаруженные гены встречались у условно-патогенных бактерий микоплазмы хоминис (Roseburia hominis), клостридий (Clostridium difficile), энтерококков (Enterococcus faecium), кишечной палочки (Escherichia coli), стрептококка (Streptococcus pyogenes) и стафилококка (Staphylococcus epidermidis). Энтерококки, в том числе Enterococcus faecium, все чаще становятся причиной внутрибольничных инфекций и, так же, как кишечная палочка, относятся к 12 самым опасным бактериям по данным Всемирной организации здравоохранения.
Валерий Даниленко, профессор МФТИ, зав. отделом генетических основ биотехнологии
ИОГен РАН им. Н.И. Вавилова, руководитель исследования, добавляет: «Редкая встречаемость aph-генов в российских метагеномах указывает на региональную специфичность и более редкое использование антибиотиков аминогликозидов в лечебных целях у людей, чей микробиом был использован. Важным результатом исследования является обнаружение в микробиоме здорового человека условно-патогенных бактерий, содержащих aph-гены».
Специалисты приступили к разработке диагностикумов (набору генов для идентификации наиболее опасных видов бактерий с множественной лекарственной устойчивостью) с целью определения патогенов, устойчивых к антибиотикам, в микробиоте россиян.
Ученые рекомендуют: при клиническом обследовании пациентов с инфекционными заболеваниями и назначении антибиотиков необходимо проводить диагностический анализ на устойчивость к антибиотикам не только в отношении бактерии-возбудителя, но и в отношении микробиоты пациента.
