Непобежденный враг: как мутируют микобактерии туберкулеза в XXI веке и почему мы можем остаться без лекарств против него

Дата публикации: 08.01.2019
150 лет назад родился Роберт Кох — ученый, открывший туберкулезную палочку. За свои исследования и попытки найти лекарство против туберкулеза он получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине в 1905 году. Прошло более века, открыты вакцины и антибиотики, а туберкулез по-прежнему остается опаснейшим заболеванием, от которого, по данным ВОЗ, ежегодно умирает 1,8 млн человек. Главными «пособниками» распространения этой опасной болезни становятся генные мутации в микобактериях, их устойчивость к антибиотикам и антипрививочные движения, набирающие популярность в мире. К юбилею Коха «Хайтек» изучил спектр мутаций микобактерий туберкулеза, современные способы диагностики и проблемы в создании новых лекарств.

В 1890 году Роберт Кох объявил, что после долгих исследований нашел способ борьбы с открытой им палочкой — туберкулин. Это вещество, которое так и не стали применять на практике из-за отсутствия должного терапевтического эффекта. А в 1919 году микробиолог Альбер Кальметт и ветеринарный врач Камиль Герен создали первый штамм микобактерии туберкулеза для вакцинации людей — бациллу Кальметта — Герена (Bacilles Calmette-Guerin, BCG или БЦЖ — «Хайтек»). Впервые вакцина БЦЖ была введена новорожденному ребенку в 1921 году. Такая практика продолжается и сейчас, несмотря на антипрививочные настроения, широко распространенные сегодня по всему миру.

В наше время туберкулез — основная причина смертности прежде всего в развивающихся странах. От него умирает больше людей, чем от других инфекций, включая СПИД и заболевания, сопровождающие ВИЧ.

ЧЧто такое туберкулез ?

Туберкулез — болезнь, известная человечеству еще за два тысячелетия до начала нашей эры. Впервые его симптомы были описаны Гиппократом и Авиценной. От старого названия — чахотка (phthisis на греческом языке — «Хайтек») — образовалось понятие «фтизиатрия». Туберкулез — инфекционное заболевание, это значит, что им можно заразиться. В большинстве случаев он поражает легочную ткань, но известны случаи распространения на другие органы и ткани.

При попадании в человеческий организм возбудитель туберкулеза нарушает работу иммунной системы. Небольшие очаги поражения начинают образовываться в легких и лимфатических узлах. Так проявляется первичный туберкулез. Далее на месте очагов появляются рубцы, но сами бактерии не погибают, скорее, они напоминают «спящий» вулкан. В любой благоприятной для палочек Коха обстановке бактерии пробуждаются и набрасываются на организм с новой силой, выходя за пределы исходного очага. В активном состоянии возбудители туберкулеза хорошо размножаются в легочной ткани, разрушая сами легкие и «отравляя» весь организм в целом. Попадая в кровь и лимфу, инфекция способна распространиться по всему организму. В таких случаях речь идет уже о вторичном туберкулезе.

««Чума XXI века»

Благодаря Коху туберкулез из смертоносной чахотки превратился в хроническую болезнь, с которой, даже заразившись, при применении терапии и мониторинге заболевания с помощью флюорографии грудной клетки можно прожить долго. Изначально спектр диагностики туберкулеза включал в себя поиск непосредственно самого возбудителя микроскопией мазка мокроты и определением специфических противотуберкулезных антител в крови. Сегодня существуют различные современные, высокотехнологичные методы. Например, метод генетической идентификации микобактерий туберкулеза.

В последние годы активно развиваются технологии секвенирования и мультиплексного молекулярно-генетического анализа: мультиплексная ПЦР (полимеразная цепная реакция — «Хайтек»), ПЦР в режиме реального времени, ПЦР с дальнейшей гибридизацией на биочипах различного типа.

Секвенирование в основном используется в научных исследованиях, так как для практического применения в клинических лабораториях эта технология сложна. Кроме того, стоит такая методика дорого, а результаты могут быть ложными.

Разнообразие форм устойчивости и наличие штаммов, резистентных одновременно к нескольким препаратам, требуют развития технологий мультианализа микобактерий туберкулеза на биочипах для ускоренного обнаружения возбудителя и определения его устойчивости к антибиотикам как первого, так и второго ряда в одном анализе. Мультиплексный анализ на биочипах выявляет десятки, сотни и даже тысячи видоспецифичных генетических последовательностей, а также генетических вариаций, определяющих резистентность микобактерий к антибактериальной терапии.

Туберкулез поражает преимущественно взрослых людей в их самые продуктивные годы. Однако риску подвергаются все возрастные группы. Более 95% случаев заболевания и смерти приходится на развивающиеся страны.

У людей, инфицированных ВИЧ, вероятность развития активной формы туберкулеза возрастает в 20–30 раз. Более высокому риску развития активного туберкулеза также подвергаются люди, страдающие от других нарушений здоровья, ослабляющих иммунную систему.

В 2017 году 1 млн детей (0–14 лет) заболели туберкулезом, 230 тыс. детей (включая детей с ВИЧ-ассоциированным туберкулезом) умерли от этой болезни.

Употребление табака тоже значительно повышает риск заболевания и летального исхода. 7,9% случаев инфицирования связаны именно с курением.

В 2017 году наибольшее число новых заболевших туберкулезом пришлось на регионы Юго-Восточной Азии и западной части Тихого океана — 62%. Далее следует Африканский регион, где было зарегистрировано 25% новых случаев. 87% заболевших проживают в 30 странах с тяжелым бременем туберкулеза. На долю восьми стран — Индии, Китая, Индонезии, Филиппин, Пакистана, Нигерии, Бангладеш и Южной Африки — пришлось две трети новых случаев заболевания туберкулезом.

ББолезнь не отступает

Сегодня на рассмотрении в российском правительстве находится проект Государственной стратегии ликвидации туберкулеза к 2030 году. Никто не надеется, что к этому времени вообще не будет больных, речь идет о том, чтобы проблема перестала быть глобальной, объясняют специалисты. Особенно в свете проблем, с которыми столкнулись фтизиатры — множественной лекарственной устойчивостью микобактерий туберкулеза (МЛУ) и его сочетанием с ВИЧ-инфекцией

Рост МЛУ — общемировая проблема. Если в 2009 году среди российских пациентов, выделяющих микробактерии туберкулеза, МЛУ-формы встречались в 10,5% случаев, то в 2017-м — уже в 54%. Среди инфицированных детей встречается в 40% случаев. Если у взрослых устойчивость развивается при нарушении назначенного режима и дозы препаратов или прерывании лечения, то дети сразу инфицируются уже резистентной к лекарствам бактерией. И если не остановить распространение МЛУ-туберкулеза от взрослых к детям, то инфицированные дети через 10–20 лет могут заболеть этой формой.

Сегодня улучшается молекулярно-генетическая диагностика заболевания, появляются быстрые (1,5–2 дня) тесты на лекарственную устойчивость возбудителя. В проекте Стратегии ставится цель охватить такими тестами до начала лечения 97% пациентов.Вторая основная проблема современной фтизиатрии связана с тем, что сегодня 21% больных, впервые попадающих на учет по туберкулезу, ВИЧ-инфицированы. И их доля продолжит расти, констатируют специалисты: у людей с вирусом иммунодефицита риск заражения туберкулезом повышен в 30–40 раз. Кроме того, медики недостаточно следят за детьми, которые родились без ВИЧ от инфицированных матерей.

Усугубляют ситуацию и антипрививочные настроения в обществе: большое число здоровых женщин, родивших здоровых детей, отказываются от их вакцинации. На сегодняшний день выписываются из роддомов с прививками лишь 80% новорожденных (необходимо 95%). В итоге среди детей до года, заболевших туберкулезом, около 41% не имели прививки БЦЖ. Всего же в прошлом году в России диагноз туберкулез был поставлен 300 детям до трех лет, 22% из них не были привиты.

Антивакцинаторство или антипрививочное движение — общественное движение, оспаривающее эффективность, безопасность и правомерность вакцинации, в частности массовой. Согласно заключению экспертов ВОЗ, большинство доводов антивакцинаторов не подтверждается научными данными и характеризуется как «тревожное и опасное заблуждение».

С конца 80-х годов ХХ века, после публичных выступлений и публикаций вирусолога Червонской, руководителя Центра естественного родительства Цареградской и гомеопата Котока, в России стали распространяться мнения о вреде прививок. Они, в частности, состояли в том, что «негативные последствия вакцинации могут быть опаснее самих инфекций», особенно для грудных детей. Начались отказы от прививок.

ННаночастицы против микобактерий

Компания «Центр перспективных технологий», МГУ имени М. В. Ломоносова и ЦНИИ туберкулеза участвуют в международном проекте «Мульти-ТБ» по созданию биочипа, позво­ляющего идентифицировать множество генов и наличие мутаций в них в одном анализе. Для этого разрабатывается комплекс диагностических тест-систем. Они способны быстро выявить микобактерии и определить на основе молекулярно-генетической и иммунологической диагностики, какие из бактерий устойчивы к антибиотикам.

Тест-системы позволят проводить комплексную диагностику в три этапа. Первый этап предполагает быстрый анализ мокроты для обнаружения микобактерии в течение нескольких минут с использованием специфических антител, меченных наночастицами золота. Для подтверждения положительных результатов будет разработана тест-система на основе биочип-картриджа, сочетающего мультианализ на биочипе и флюидные технологии. В качестве специфических реагентов для определения специфического паттерна антител пациента будут использованы белковые маркеры-антигены. Для третьего этапа диагностики разработают молекулярно-генетические методы обнаружения генетических маркеров лекарственной устойчивости микобактерий на основе мультианализа на биочипах.

Борьба с туберкулезом продолжается уже несколько веков. Пока он не побежден. Самым важным шагом на пути к окончательной капитуляции палочки является всеобщая вакцинация. Но, учитывая вышеупомянутые мутации вируса, каждому здоровому человеку следует проходить рентгенологическое исследование грудной клетки один раз в два года. Флюорография в системе профилактики позволяет начать лечение на ранних этапах заболевания, что является важным условием успешности борьбы с туберкулезом.

Источник: хайтек