Резистентность микроорганизмов

Под резистентностью (устойчивостью) понимают способность микроорганизма переносить значительно большие концентрации препарата, чем остальные микроорганизмы данного штамма (вида), или развиваться при таких концентрациях, которые превышают достигаемые в макроорганизме при введении антибиотиков, сульфаниламидов и нитрофуранов в терапевтических дозах.

Резистентные штаммы микроорганизмов возникают при изменении генома бактериальной клетки в результате спонтанных мутаций. Последние не связаны с направленным действием на ДНК бактерии антибактериальных препаратов, которые играют роль лишь селективных агентов. В процессе селекции в результате воздействия химиотерапевтических соединений чувствительные микроорганизмы погибают, а резистентные сохраняются, размножаются и распространяются в окружающей среде. Приобретенная резистентность закрепляется и передается по наследству последующим генерациям бактерий.

Спонтанные мутации происходят с низкой частотой, примерно одна мутация на 10⁸ — 10⁹ микробных клеток в течение одной клеточной генерации. Однако при огромном числе клеток в бактериальной популяции вероятность возникновения в каком-либо гене мутации, приводящей к превращению чувствительных к данному лекарственному препарату клеток в резистентные, достаточно велика. В отдельных случаях в результате мутации только в одном локусе генома бактериальная клетка после первого контакта с химиотерапевтическим соединением приобретает устойчивость к высоким концентрациям препарата. Типичный пример такой мутационной резистентности — одноступенчатое возникновение устойчивости к стрептомицину вследствие изменения гена str А. В результате мутации нарушается аминокислотная последовательность S12 протеина в 30S субчастице рибосомы. При этом рибосома теряет способность связывать стрептомицин и микробная клетка приобретает устойчивость к антибиотику. Такой тип возникновения резистентности после кратковременного контакта с лекарственным препаратом характерен для макролидов, фузидина, рифампицина и некоторых других антибиотиков. Однако чаще устойчивость возникает вследствие небольших дискретных изменений, обусловленных последовательными мутациями во многих локусах. В этом случае устойчивость у микроорганизмов возрастает постепенно, в процессе длительного контакта с постепенно увеличивающимися концентрациями антибактериального препарата.

По скорости развития лекарственной устойчивости микроорганизмов антимикробные препараты подразделяют на три группы.

 

Скорость развития лекарственной устойчивости к антимикробным препаратам у микроорганизмов

Медленно	Постепенно	Быстро
Амфотерицин Б Леворин Нистатин Гризеофульвин Фурацилин Фурадонин Фуразолин Фуразолидон Фурагин	Соли бензилпенициллина Феноксиметилпенициллин Бициллины Метициллин Оксациллин Диклоксациллин Ампициллин Карбенициллин Цефалоридин Цефалотин Цефалексин Неомицин Канамицин Гентамицин Сизомицин Апрамицин Тетрациклин Окситетрациклин Хлортетрациклин Доксициклин Левомицетин Полимиксин Сульфаниламиды	Стрептомицин Эритромицин Олеандомицин Линкомицин Фузидин Рифампицин

Скорость развития и степень выраженности устойчивости связаны с видом и даже штаммом возбудителя. Наиболее быстро и часто резистентность к антибактериальным препаратам возникает у стафилококков, эшерихий, сальмонелл, микоплазм, протея, синегнойной палочки. Среди пастерелл, эризипелотриксов, клостридий, стрептококков группы А, сибиреязвенных и гемофильных палочек резистентные штаммы выделяют сравнительно редко.

Наиболее частой генетической основой резистентности служит наличие в бактериях внехромосомных факторов устойчивости к лекарственным веществам — плазмид и транспозонов.

Плазмиды — это стабильно существующие внехромосомные элементы, представляющие собой ковалентнозамкнутые кольца ДНК, способные автономно реплицироваться в бактериальной клетке. В одной клетке может одновременно находиться несколько плазмид, отвечающих за различные свойства микроорганизма, например резистентность, колициногенность, токсичность.

Бактериальные плазмиды, связанные с переносом маркеров лекарственной устойчивости в процессе конъюгации клеток, получили название R-факторов. Плазмиды резистентности R (конъюгирующие) состоят из двух компонентов — фактора переноса устойчивости RTF, обеспечивающего передачу генетической информации, и r-фактора, отвечающего за резнстентность к антибиотикам. В отдельных случаях r-факторы (неконъюгирующие плазмиды) существуют в бактериальных клетках самостоятельно. Межбактериальный перенос таких r-факторов может осуществляться посредством их мобилизации и коинтеграции с конъюгирующими плазмидами. R-фактор одновременно может содержать 1—10 и более детерминант устойчивости к различным антибактериальным соединениям.

Транспозонные элементы — это фрагменты ДНК, которые свободно перемещаются от одного репликона к другому. Транспозоны определяют различные фенотипические признаки бактериальной клетки, в частности антибиотикорезистентность, и способствуют переносу детерминант устойчивости к антибиотикам между хромосомой, плазмидами и фагами. Они не подчиняются rec-системам клетки, которые ограничивают передачу хромосомных маркеров между неродственными видами. Гены, входящие в состав транспозонов, окружены особыми нуклеотидными последовательностями (IS-элементами), которые и обеспечивают их включение в негомологичный геном. Вхождение детерминант устойчивости в состав транспозонов при постоянно действующем в условиях производства селективном давлении антимикробных препаратов на бактериальные популяции может привести к образованию гибридных плазмид, обусловливающих новые комбинации устойчивости к химиотерапевтическим веществам.

Транспозоны могут перемещаться в пределах одного вида, а также попадать в новые виды и роды микроорганизмов. Установлено, что транспозоны Т1699 и Т1700, присутствующие в неконъюгативных плазмидах S. marcescens, первоначально проникают в конъюгативную плазмиду этого вида, вместе с которой перемещаются в другие роды семейства Enterobacteriaceae.

Способность R-факторов передаваться от клетки к клетке путем конъюгации или трансдукции объясняет быстрое распространение их по микробной популяции. Нередко в результате автономной репликации в одной клетке находятся десятки копий плазмид, что способствует быстрому развитию внехромосомной резистентности.

При трансдукции детерминанты устойчивости к антимикробным препаратам переходят от клетки к клетке с помощью бактериофага, играющего роль переносчика. Фаговая ДНК встраивается в бактериальный геном и при репликации, высвобождаясь из хромосомы или плазмиды, может захватывать генетические элементы, отвечающие за резистентность. Детерминанты устойчивости реплицируются совместно с фаговой ДНК и при лизисе бактерий каждый вновь образовавшийся фаг несет копию маркера резистентности. Последующее заражение такими фагами бактериальных клеток, чувствительных к лекарственному препарату, делает инфицированные микроорганизмы реэистентными к данному препарату. Фаговая трансдукция играет важную роль в распространении лекарственной устойчивости у грамположительных микроорганизмов, особенно стафилококков и стрептококков.

Перенос плазмид при конъюгации осуществляется посредством половых пилей при установлении контакта между двумя клетками. При этом в донорской клетке (R+) происходит репликация плазмидной ДНК, одна цепь которой проникает в реципиентную клетку (R-), где образует новую плазмиду. Если плазмиды интегрированы с хромосомой, то при конъюгации возможен захват генетического материала из хромосомы плазмидной ДНК. При этом могут передаваться детерминанты резистентности, локализованные в хромосоме.

Передача генетической информации между микроорганизмами с помощью трансформации имеет значение только для лабораторных исследований и не принимает участия в распространении лекарственной устойчивости в условиях производства.

В то же время R-плазмидная передача устойчивости к лекарственным веществам является наиболее важным механизмом возникновения резистентности в бактериальной популяции, особенно в семействе энтеробактерий. С эпизоотической точки зрения наиболее опасна передача детерминант устойчивости от одного вида микроорганизмов к другому.

В опытах in vitro установлено, что устойчивость к трем антибиотикам от резистентного штамма сальмонелл может быть передана при конъюгации чувствительным штаммам шигелл и сальмонелл. Е. coli в качестве донора способна передавать детерминанты устойчивости к стрептомицину, левомицетину, канамицину, неомицину и сульфаниламидам сальмонеллам и шигеллам. Отмечена возможность переноса плазмид резистентности от стафилококков к эшерихиям с последующей репликацией плазмиды в реципиентной клетке. Еще одним примером межвидовой передачи лекарственной устойчивости служит перенос R-плазмиды, определяющей устойчивость к гентамицину, амикацину, карбенициллину, цефалоридину, левомицетину от К. pneumoniae к Е. coli и Pr. morganii.

В пищеварительном тракте в огромных количествах содержатся энтеробактерий, что создает условия для трансмиссивной передачи плазмид резистентности. Экспериментально была осуществлена передача R-факторов среди эшерихий, сальмонелл, шигелл в желудочно-кишечном тракте лабораторных животных, цыплят, поросят, овец и телят. Перенос R-факторов в пищеварительном тракте идет менее интенсивно, чем в опытах in vitro. Это связано с тем, что желчные кислоты и среда кишечника неблагоприятно влияют на образование пар между донорской и реципиентными клетками. Кроме того, клетки Bacteroides за счет выделения продуктов жизнедеятельности ингибируют процесс конъюгации у Е. coli.

К наиболее существенным факторам R-плазмид относят их способность к мобилизации и коинтеграции с другими плазмидами, что в условиях селекции антимикробными препаратами создает условия, благоприятные для отбора полиплазмидных штаммов, содержащих наряду с R-плазмидами плазмиды вирулентности и патогенности. Описаны случаи совместной передачи двух плазмид — R и Ent (плазмида, детерминирующая продукцию энтеротоксина у кишечной палочки) при конъюгации с последующей локализацией генов продукции энтеротоксина и резистентности на одной плазмиде.

Циркуляция плазмид от животных к животным, от животных к человеку и от человека к животным способствует быстрому распространению лекарственной реэистентности во всем мире.

Плазмиды резистентности распространяются в результате контактного перезаражения лекарственно-устойчивыми микроорганизмами больших групп животных, сконцентрированных на ограниченных площадях животноводческих помещений. Отмечена передача JR-факторов от животных к человеку. Так, у персонала, работающего в животноводстве, количество резистентной микрофлоры в несколько раз выше, чем у людей, не контактирующих с животными. Высокая обсемененность туш забитых животных и птицы лекарственно-устойчивыми микроорганизмами способствует распространению Д-факторов среди работников мясокомбинатов, а также лиц, занятых переработкой мясопродуктов и употребляющих в пищу мясо, не подвергнутое необходимой термической обработке.

Большинство штаммов Е. coli — комменсалы кишечника, которые легко перемещаются как внутри популяции животных и человека, так и между ними, о чем свидетельствует сходный набор плазмид резистентности. Основная масса этих штаммов устойчива к большинству антибактериальных соединений. Апатогенные эшерихии служат постоянным резервуаром плазмид резистентности, в котором попадающий в организм возбудитель, сам по себе не несущий R-фактор, при конъюгации может приобрести детерминанты устойчивости к лекарственным препаратам. Установлено, что при вспышке сальмонеллеза в Великобритании детерминанта устойчивости к левомицетину была получена от непатогенной кишечной палочки.

Передача детерминант устойчивости в организме животных — не единственный фактор распространения лекарственно-устойчивых штаммов микроорганизмов. Не менее важную роль играет селекция устойчивых клеток, обусловленная применением антимикробных веществ или более высокой патогенетической активностью таких микроорганизмов. При селекции под влиянием антибиотиков резистентные клетки выживают за счет чувствительных и, размножаясь, становятся доминирующей частью микрофлоры. Увеличение количества лекарственно-устойчивых клеток приводит к учащению передачи детерминант устойчивости, и, как следствие этого, происходит их дальнейшее распространение во внешней среде.

В некоторых случаях селективное преимущество резистентных штаммов энтеробактерий связано с их лучшей способностью по сравнению с чувствительными микроорганизмами колонизировать слизистую оболочку кишечника. Это вызвано тем, что антимикробные препараты снижают адгезивность чувствительной микрофлоры и не влияют на адгезивность устойчивых бактерий, что позволяет им быстро расселяться по всему кишечнику. Другим механизмом, объясняющим селективное преимущество резистентной микрофлоры, служит наличие у отдельных штаммов Е. coli pKMR-плазмид, контролирующих одновременно лекарственную резистентиость и адгезивность.

Использование антимикробных средств в заниженных дозах, увеличение интервалов между введением препарата приводят к созданию в организме субтерапевтических концентраций антибактериальных соединений и, как следствие этого, к селекции резистентных форм микроорганизмов.

Применение антибиотиков, предназначенных для этиотропной терапии, с целью повышения продуктивности животных привело к селекции микрофлоры, резистентной к лечебным препаратам. В результате широкого употребления в животноводстве тетрациклиновых антибиотиков в качестве кормовой добавки большинство штаммов сальмонелл и эшерихии приобрело резистентность к препаратам этой группы. В странах, где в последние годы было запрещено использование лечебных антибиотиков для стимуляции роста животных, наблюдается снижение частоты выделения резистентных штаммов энтеробактерий как у животных, так и у людей. В Голландии после запрещения применения тетрациклина в качестве кормовой добавки частота выделения от свиней резистентных штаммов сальмонелл снизилась с 90% в 1974 г. до 34% в 1980 г.

Установлена зависимость между интенсивностью проявления селективного действия антибактериальных препаратов и широтой распространения плазмид резистентности. Повышение количества применяемых антимикробных средств прямо пропорционально увеличению числа антибиотико-устойчивых штаммов микроорганизмов.

Устойчивость микроорганизмов к антимикробным препаратам в случае как плазмидной, так и хромосомной локализации детерминант резистентности может быть обусловлена несколькими механизмами.

Наиболее часто лекарственная устойчивость связана со способностью микроорганизмов вырабатывать ферменты, инактивирующие антибактериальные препараты. Характерный пример устойчивости этого типа — способность бета-лактамаз (пенициллиназ) бактерий гидролиэировать бета-лактамные кольца пенициллинов и цефалоспоринов. В результате разрыва бета-лактамной связи антибиотики теряют свою специфическую активность в отношении микроорганизмов. Бета-лактамазы бывают как широкого спектра действия, расщепляющие пенициллины и цефалоспорины, так и узкого — активные в отношении только одной из групп этих антибиотиков. Пенициллиназы грамположительных микроорганизмов служат индуцируемыми ферментами, поэтому их синтез начинается только в момент контакта бактерии с бета-лактамами. При этом пенициллиназа высвобождается из бактериальных клеток и инактивирует антибиотик в межклеточном пространстве. В то же время бета-лактамазы грамотрицательных бактерий детоксицируют антибиотик в периплазматическом пространстве. Таким образом они инактивируют проникшие через наружную мембрану бета-лактамы еще до того, как антибиотик связался с ферментами, участвующими в синтезе клеточной стенки. Пенициллиназы резистентных грамотрицательных микроорганизмов синтезируются конститутивно и постоянно находятся в периплазматическом пространстве.

Для аминогликозидных антибиотиков также характерна конститутивная ферментная инактивация в периплазматическом пространстве. При этом начальная скорость инактивации должна превышать скорость поступления аминогликозида в клетку. Только в этом случае антибиотик, модифицированный ферментами, нарушает систему транспорта полиаминов, отвечающую за поступление новых молекул аминогликозида в клетку. Модифицированный антибиотик не подавляет синтез белка у микроорганизмов, так как не может взаимодействовать с активным центром рибосом, что сопровождается резистентностью к препарату.

Таким образом, устойчивость достигается при инактивации только проникшего в клетку аминогликоэида и не зависит от концентрации препарата в межклеточном пространстве. В случае высокой скорости поступления аминогликозида в микробную клетку антибиотик успевает нарушить процесс трансляции раньше, чем инактивируется, и подавить систему переноса аминогликозида в клетку.

Детерминанты резистентности, определяющие ферментативную инактивацию аминогликозидных антибиотиков, обычно имеют плазмидное происхождение. Модификация аминогликозидов у резистентной микрофлоры происходит под действием разнообразных ферментов. Некоторые из них обеспечивают перекрестную резистентность почти ко всей этой группе антибиотиков, другие — только к отдельным препаратам. Ферментативная инактивация аминогликозидных антибиотиков идет путем фосфорилирования и аденилирования гидроксильных групп, а также ацетилирования аминогрупп.

Резистентные микроорганизмы, кроме пенициллияов и аминогликозидов, ферментативно инактивируют левомицетин, сульфаниламиды и триметоприм.

Другой важный механизм, обусловливающий антибиотико-резистентность, заключается в нарушении проницаемости микробных клеток для антибиотика. Так, изменение у стафилококков и синегнойной палочки липидного состава клеточной стенки нарушает ее проницаемость соответственно для фузидиевой кислоты и левомицетина. Появление неспецифических белков в наружной мембране Е. coli снижает ее чувствительность к антибиотикам. Резистентность к полимиксину у синегнойной палочки связана с изменением структуры наружной мембраны, что предотвращает проникновение антибиотика в микробную клетку.

. Резистентность к тетрациклинам чаще всего носит индуктивный характер. При контакте с антибиотиком у микроорганизмов начинается синтез специфических белков, которые в основном локализуются на наружной мембране и ограничивают поступление тетрациклина в клетку. По другим данным, индуцированные белки нарушают взаимодействие антибиотика с 30S-субчастицей рибосом или, изменяя проницаемость клеточной мембраны, обеспечивают свободный выход тетрациклина из бактериальной клетки.

Модификация чувствительных к антибиотику участков также приводит к развитию резистентности у микроорганизмов. Изменение белка S12, входящего в состав 30S-субчастицы рибосомы, или белков L4 и L12, входящих в состав 50S-субчастицы, уменьшает связывание соответственно аминогликозидов или макролидов с рибосомами, что предотвращает ингибирующее действие антибиотиков на синтез белка. Этот механизм устойчивости обычно обусловлен хромосомными мутациями.

Возможный механизм развития резистентности — это синтез соединений, не инактивирующихся под действием антибактериальных веществ. Так, устойчивость к сульфаниламидам и триметоприму связана с выработкой нечувствительных к действию этих препаратов дигидроптероатсинтетазы и дигидрофолатредуктазы.

Широкое распространение лекарственно-устойчивых микроорганизмов требует разработки комплекса мероприятий, ограничивающих циркуляцию резистентных бактерий среди сельскохозяйственных животных. Меры по ограничению распространения лекарственно-устойчивых микроорганизмов должны быть направлены, во-первых, на предупреждение формирования резистентных популяций и, во-вторых, на подавление уже сформировавшихся популяций.

Один из возможных способов борьбы с резистентностью — химическая трансформация молекул антимикробных веществ, в частности антибиотиков, направленная на создание новых препаратов, активных в отношении антибиотико-устойчивых микроорганизмов. Путем трансформации были синтезированы полусинтетические пенициллины и цефалоспорины, нечувствительные к действию бета -лактамаз: метициллин, оксациллин, диклоксациллин, цефамандол, цефуроксим, цефсулодин и ряд других.

Поскольку ферменты, инактивирующие аминогликозиды, в основном относятся к трансферазам, химическая трансформация или модификация аминогликозидов основана или на удалении из молекулы антибиотика отдельных функциональных групп, подвергающихся замещению остатками фосфорной, адениловой или уксусной кислот, или на экранировании этих групп. Таким образом было получено производное канамицина — амикацин, в котором NH₃-rpyппa в положении 1 замещена боковой цепью гидроксиаминомасляной кислоты. Кроме этого, пространственная конфигурация молекулы амикацина по сравнению с исходным антибиотиком изменена таким образом, что чувствительные к фосфорилированию функциональные группы не доступны для соответствующих ферментов. В результате этих изменений амикацин устойчив к действию всех энзимов, модифицирующих аминогликозиды, за исключением канамицин-N-ацетилтрансферазы и специфической для амикацина фосфотрансферазы.

Полусинтетическим 1-производным другого аминогликозидного антибиотика — сизомицина со сниженной чувствительностью к аденнлирующим и ацетилирующим ферментам является нетилмицин.

Практически любая молекула антибиотика может инактивироваться в микробной клетке за счет определенного механизма резистентности, поэтому спустя некоторое время после начала использования нового препарата отмечают распространение детерминант резистентности к этому соединению в плазмидах и транспозонах. В связи с этим эффективность каждого антибиотика начинает уменьшаться, что обусловливает необходимость синтеза все новых антимикробных препаратов.

Перспективными методами в борьбе с лекарственно-устойчивыми микроорганизмами служит использование соединений, подавляющих определенные механизмы резистентности в бактериальной клетке. Наибольшие успехи в этом направлении достигнуты в результате применения неконкурентных ингибиторов бета-лактамаз, первый представитель — клавулановая кислота. Она обладает слабой антибактериальной активностью, и как антибактериальный препарат ее не используют. Основное ее свойство — способность необратимо ингибировать пенициллиназы грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов. Эта кислота проявляет синергизм в отношении бета-лактамазообразующих возбудителей в комбинации с ампициллином, амоксициллином, тикарциллином, цефалексином и многими другими бета-лактамными антибиотиками. Уже разработаны и применяются в клинической практике комплексные препараты на основе амоксициллина и клавулановой кислоты.

Производные пенициллановой кислоты также можно практически использовать в качестве ингибиторов бета-лактамаз. К другим эффективным ингибиторам пенициллиназ относят оливановые кислоты и тиенамицины, которые, помимо защиты антибиотика от действия ферментов, обладают широким антимикробным спектром действия.

Протамин, экмолин и трифенилметановые красители подавляют хлорамфениколацетилтрансферазу у левомицетин-резистентных микроорганизмов. Но из-за низкой стабильности, токсичности, штаммоспецифичности эти соединения не нашли практического применения в медицине и ветеринарии в качестве ингибитора хлорамфениколацетилтрансферазы.

Для остальных групп антибиотиков, кроме беталактамов и левомицетина, еще не найдены специфические ингибиторы механизмов резистентности.

Перспективное направление в борьбе с резистентностью бактерий — использование фосфогликолипидных антибиотиков. Препараты этой группы взаимодействуют с половыми пилями микроорганизмов, в связи с чем в первую очередь подавляют R+-клетки, несущие детерминанты резистентности. Среди фосфогликолипидов широко используют в животноводстве и птицеводстве флавомицин и макарбомицин, которые в желудочно-кишечном тракте сельскохозяйственных животных значительно снижают количество антибиотико-резистентной микрофлоры.

Другим подходом к решению проблемы воздействия на лекарственно-устойчивую популяцию микроорганизмов является использование соединений, обеспечивающих элиминацию плазмид из резистентных бактерий и действующих на детерминанты лекарственной устойчивости. Одним из способов, ведущих к элиминации плазмид из микробной клетки, стало применение ДНК-тропных веществ. Акрифлавин и хинакрин вызывают элиминацию R-факторов из сальмонелл, шигелл и эшерихий. Способностью элиминировать плазмиды резистентности к лекарственным препаратам обладают рифампицин, фурагин, антигистаминные препараты, бромистый этидий, акридиновые красители и ряд других веществ. ДНК-тропные соединения действуют в первую очередь на R+-клетки, приводя к накоплению в микробной популяции R-клеток. Механизм этого процесса связан с тем, что ДНК-тропные вещества взаимодействуют с плазмидной ДНК и тем самым нарушают ее репликацию, необходимую при переносе плазмид из клетки в клетку.

Помимо непосредственного влияния на R-факторы, ДНК-тропные соединения за счет снижения мутаций замедляют развитие резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам. Так, акрихин и акрифлавин подавляют развитие антибиотико-устойчивых штаммов бактерий к пенициллину, ампициллину, неомицину, рифампицину и стрептомицину.

Еще один путь предупреждения распространения плазмид реэистентности — это использование соединений, эффективно подавляющих процессы переноса детерминанты устойчивости при конъюгации бактерий. Наиболее интенсивно на этот процесс воздействуют рифампицин, бромистый этидий, кофеин, протамин, неомицин и нитрофураны. Некоторые из этих соединений обладают относительно низкой токсичностью и могут оказаться перспективными при использовании в ветеринарной практике. Так, введение цыплятам протамина и фуразолидона подавляет передачу плазмид резистентности у эшерихий.

Механизм действия некоторых препаратов этой группы обусловлен снижением компетентности R+-клеток без изменения реципиентной способности R—клеток, что связано с подавлением активности ферментов, необходимых для нормального осуществления переноса плазмид или их репликации.

Нарушение трансдукции химиотерапевтическими веществами, подавляющими перенос фагами детерминант устойчивости к лекарственным веществам, может ограничивать распространение устойчивых штаммов. Бромистый этидий и рифампицин подавляют частоту передачи R-фактора у эшерихий в 100 раз, что связано с подавлением адсорбции бактериофага на поверхности реципиентной клетки. Роккал и хлоргексидин предупреждают появление и накопление канамицин-резистентных микроорганизмов за счет антифагового действия в отношении трансдуцирующих бактериофагов.

Некоторые поверхностно-активные вещества, такие, как диметилсульфоксид, додецилсульфат натрия, динатриевая соль ЭДТА, действуют на мембрану микробной клетки и ведут к лизису половых пилей, обеспечивающих перенос плазмид. В связи с этим в резистентной популяции микроорганизмов в первую очередь снижается количество имеющих половые пили R+-клеток, ответственных за межбактериальную передачу плазмид в процессе конъюгации.

Наиболее перспективный и реальный метод, ограничивающий появление и накопление устойчивых бактерий в организме животных — это повышение эффективности химиотерапии за счет использования комбинаций различных антимикробных препаратов. Если бы развитие лекарственной устойчивости основывалось исключительно на принципе селекции хромосомных мутантов в организме, то комбинированным введением препаратов ее можно было бы полностью предотвратить. Так, при обычной частоте хромосомных мутаций порядка 1 на 10⁸ клеточных делений вероятность появления мутантов, устойчивых к двум препаратам, составит 1 на 10¹⁶ клеточных делений, к трем препаратам — 1 на 10²⁴ и т. д. В организме животного количество микроорганизмов составляет гораздо меньшую величину, и поэтому мутанты, резистентные к двум-трем препаратам, никогда не должны возникать. К сожалению, частота мутаций в некоторых случаях может быть выше, а распространение устойчивости происходит при участии плазмид. Тем не менее комбинированная химиотерапия служит важным сдерживающим фактором в борьбе с лекарственной устойчивостью. Так, быстрого приобретения устойчивости золотистого стафилококка к новобиоцину удается избежать благодаря его применению с тетрациклином. Использование изониазида со стрептомицином предупреждает развитие резистентных к антибиотику штаммов микобактерий туберкулеза. Метициллин и бензилпенициллин предотвращают быстрое формирование устойчивости к фузидину у стафилококков.

Помимо предупреждения развития резистентности, рационально подобранные сочетания антибактериальных препаратов могут воздействовать на устойчивые штаммы микроорганизмов с помощью подавления ферментов, инактивирующих один из компонентов смеси. Так, одна из возможностей защиты бета-лактамазолабильных пенициллинов от деградации пенициллиназой заключается в их использовании в сочетании с бета-лактамазостабильными пенициллинами. При этом последние блокируют активные центры фермента и тем самым предупреждают инактивацию пенициллиназолабильных антибиотиков. Этот механизм воздействия на резистентную клетку был положен в основу комплексного препарата ампиокс, состоящего из ампициллина и оксациллина, а также при использовании в клинической практике сочетания диклоксациллина с ампициллином,

При комбинировании левомицетина с ампициллином и окситетрациклина с пенициллином удается воздействовать на беталактамазопродуцирующие штаммы Haemophilus influenzae и стафилококка за счет ингибирования бактериостатическими антибиотиками процесса бета-лактамазообразования в микробной клетке, в связи с чем резистентные микроорганизмы становятся чувствительными к бета-лактамазолабильным антибиотикам.

Аналогичный эффект наблюдают при сочетании полимиксина с налидиксовой кислотой в отношении полимиксин-резистентных штаммов Serratia. При этом кислота блокирует синтез ферментов, инактивярующих антибиотик, и тем самым восстанавливает чувствительность микроорганизма к полимиксину.

Таким образом, высокоэффективным способом борьбы с резистентностью микроорганизмов является использование соединений, активных в отношении ферментов, ингибирующих антимикробные вещества. К сожалению, ассортимент таких веществ практически ограничен только противо-бета-лактамазными препаратами и не может полностью решить проблему лекарственной резистентности. Использование специфических ингибиторов репликации плазмидной ДНК и препаратов, влияющих на процессы конъюгации и трансдукции, также не нашло широкого применения, во-первых, из-за отсутствия 100 %-ного эффекта в отношении всех видов устойчивых микроорганизмов и, во-вторых, из-за высокой токсичности многих из этих веществ для макроорганизма. В связи с этим для предотвращения развития лекарственной резистентности и воздействия на устойчивую микрофлору наиболее широко используют комбинированную химиотерапию.