Тревожнее всего было то, что больничные энтерококки подхватили пять генов, которые вместе давали полную устойчивость к ванкомицину – антибиотику, применявшемуся в качестве последнего средства, когда ничто другое не помогало. Препараты на основе ванкомицина, разработанные еще в 1956 году, долгое время почти не использовались из-за их токсичности и плохой усвояемости. Ванкомицин мог вызывать такие побочные эффекты, как почечная недостаточность и потеря слуха, а вводить его нужно было только внутривенно. Но в восьмидесятые годы получили распространение внутрибольничные штаммы стафилококков, устойчивые ко всем другим препаратам. С 1984 по 1994 год общее количество ванкомицина, используемого в больницах США, увеличилось более чем в пять раз: с 2 до 11 тонн.
Хотя все эти тонны ванкомицина были пущены в ход для подавления внутрибольничных штаммов устойчивого к метициллину золотистого стафилококка (MRSA), побочным эффектом их применения стало распространение микроба, обозначаемого другим пугающим сокращением – VRE. Дебют устойчивого к ванкомицину энтерококка (vancomycin-resistant enterococcus) состоялся в больницах США в 1988 году. Не прошло и пяти лет, как его стали находить уже едва ли не у каждого десятого госпитализированного пациента и у большинства пациентов, которым в течение нескольких дней или больше вводили ванкомицин. К счастью, штаммы VRE оказались по своей природе безвредными, пока они оставались в кишечнике пациента. Но всеобщую тревогу вызывала возможность появления демонического потомства от связи, в которую VRE и MRSA могли вступить в чьем-нибудь организме. Новоявленные штаммы VRSA (vancomycin-resistant Staphylococcus aureus) были потенциальными возбудителями совершенно неостановимых воспалений легких, заражений крови, менингитов и ряда других заболеваний.
Исследователям уже было известно, что энтерококк в принципе способен передавать золотистому стафилококку свои гены устойчивости к ванкомицину. Такой обмен генами уже удавалось проводить в лабораторных условиях. Им также было известно, что стафилококки иногда перемешиваются с энтерококками в кишечнике, куда стафилококк попадает вместе с проглоченными слизистыми выделениями носовой полости. И все же девяностые годы подходили к концу, а никаких признаков VRSA по-прежнему не удавалось обнаружить, и многие надеялись, что какой-то неведомый фактор несовместимости вообще не позволяет пугающему спариванию между этими микробами происходить иначе как в пробирке.
Затем, в июне 2002 года, VRSA был наконец обнаружен в мазке, взятом из катетера для диализа, который вводили сорокалетней пациентке-диабетику в штате Мичиган. В течение предыдущего года врачи неоднократно прописывали ей лечение ванкомицином, вначале для борьбы с хроническими язвами стопы, а в последний раз – чтобы спасти от угрожающего жизни заражения крови штаммом MRSA. Зараженный VRSA катетер был извлечен, и место, куда его вводили, благополучно зажило. Но через неделю VRSA был обнаружен вновь, на этот раз в инфицированной язве стопы, из которой он легко мог проникнуть в кровоток пациентки. Однако фортуна снова улыбнулась: лабораторные анализы показали, что высокоустойчивый ко всем остальным антибиотикам штамм оказался восприимчивым к сульфаниламидному препарату тридцатилетней давности – триметроприм-сульфаметоксазолу (или бактриму). Два других, более подробно отслеженных случая обнаружения штаммов VRSA последовали в 2004 году, оба в штате Нью-Йорк. Неприятно было то, что один из этих штаммов поначалу не удалось выявить с помощью стандартных лабораторных анализов, а значит, VRSA вполне мог оказаться более распространенным микробом, чем все полагали.
В промежутке между этими событиями Управление пищевых продуктов и медикаментов в ускоренном порядке одобрило к применению линезолид – первый антибиотик из нового класса оксазолидинонов. Как и многие более ранние антибиотики, оксазолидиноны подавляли способность бактериальной клетки синтезировать белки. Но новые антибиотики делали это новым, потенциально более эффективным способом: вместо того чтобы блокировать процесс синтеза на каком-то из его промежуточных этапов, лине-золид препятствовал сборке самого клеточного аппарата для синтеза белков.
Производившая новый препарат фармацевтическая компания (Pfizer) в очередной раз объявила свое лекарство "волшебной пулей", к которой невозможно выработать устойчивость. Управление пищевых продуктов и медикаментов США проявило больше осторожности, предписав использовать линезолид лишь для лечения сложных случаев внутрибольничных инфекций, возбудители которых предположительно или достоверно устойчивы к стандартным препаратам (мера, несомненно уменьшившая прибыль компании Pfizer от реализации данного средства). Несмотря на это, устойчивые штаммы микробов были обнаружены меньше чем через год после внедрения лине-золида в медицинскую практику. На сей раз устойчивость возникла не сразу, как бывает при обмене плазмидами. Она вырабатывалась за недели и месяцы в организмах пациентов, которым был прописан продолжительный курс лечения линезолидом. Врачи реагировали на это, прописывая линезолид все в более высоких дозах, и так продолжалось до тех пор, пока препарат совсем не перестал работать.
Генетические исследования устойчивых к линезолиду штаммов стафилококков и энтерококков впоследствии показали, что устойчивость к этому антибиотику дает любая из дюжины различных мутаций. Хуже того, такие мутанты сами по себе оказались исключительно приспособленными микробами. К 2005 году они были уже широко распространены, хотя и в небольшом количестве, в медицинских учреждениях всего мира и обнаруживались даже у пациентов, никогда не принимавших линезолид. За полвека, прошедшие со времен внедрения пенициллина, ускоряющийся ход выработки микроорганизмами устойчивости к антибиотикам поставил под угрозу наши ранние завоевания и превратил борьбу с микробами в своего рода марафон, в котором наши соперники стали заметно вырываться вперед.
Старые привычки, новые открытия
"Болеть в больнице может быть очень опасно", – говорит специалист по инфекционным заболеваниям Кёртис Донски. Опрятный, застегнутый на все пуговицы уроженец Среднего Запада, он заявляет это без малейшего намека на иронию, сидя в своем кабинете в Медицинском центре Стоукса Управления по делам ветеранов в Кливленде. В 1991 году, сразу по окончании медицинской школы, проходя резидентуру в Больнице Мириам Брауновского университета, он вступил в борьбу с одной из первых вспышек инфекций, вызываемых устойчивыми к ванкомицину энтерококками. В 1995 году он начал работать в Кливленде, в Кейсовском западном университете, получив грант на исследование генов, стоящих за устойчивостью штаммов VRE ко многим антибиотикам одновременно.
Еще на заре своей медицинской карьеры дотошный Донски продемонстрировал мастерство в трудоемкой лабораторной работе вроде той, что требуется для анализа генов устойчивости и отслеживания их распространения. Однако в более широком плане он интересовался прежде всего запутанным вопросом о механизмах, позволяющих этим кишечным супермикробам так легко перескакивать от одного пациента к другому в стенах больницы. Клетки VRE могли передаваться через зараженные инструменты и руки, но сотрудники больниц сами заражались редко, как и те, с кем они контактировали за пределами медицинских учреждений.
"Картина, которую мы наблюдали, была совсем непроста, – говорит Донски. – Устойчивые к ванкомицину микробы обнаруживались отнюдь не только у пациентов, принимавших ванкомицин. Пациенты, получавшие другие, неродственные ванкомицину антибиотики, тоже были склонны подхватывать VRE’. Донски стал исследовать эту проблему, как он это называет, "с экологической точки зрения", сосредоточившись на изучении штаммов VRE в их естественной среде обитания, а именно в кишечнике, особенно при приеме антибиотиков.
В своей исследовательской лаборатории в больнице Управления по делам ветеранов Донски давал антибиотики мышам в режиме последовательности циклов из препаратов разных классов. Через несколько дней после начала любого такого цикла он впрыскивал каждой мыши порцию питьевой воды, содержащей клетки VRE. Вскоре проявилась отчетливая закономерность: микробы поселялись в организмах мышей, получавших такие антибиотики, как клиндамицин и метронидазол, известные своей эффективностью средства против анаэробных, то живущих в бескислородной среде, бактерий – а именно такие и преобладают в кишечнике здорового организма. Когда же Донски давал мышам антибиотики, не оказывающие существенного влияния на кишечную микрофлору (цефепим, азтреонам и другие), мыши быстро избавлялись от микробов, которых им скармливали.
Результаты, полученные Донски, отчетливо коррелировали с данными медицинских карточек пациентов его больницы. "Именно в организмах тех из них, кто получал антибиотики, вредные для нормальной кишечной микрофлоры, и поселялись внутрибольничные болезнетворные микробы, в частности клебсиеллы, клостридии и VRE". Продолжив изучение медицинских записей, Донски обнаружил, что если пациент подхватывал VRE, то продолжение курса антибиотика, действующего на анаэробных бактерий, приводило к поразительному всплеску численности устойчивого к антибиотику энтерококка. В течение нескольких дней концентрация VRE в стуле пациента могла возрастать в сотни тысяч раз! Такие исключительные концентрации, по сути, гарантировали попадание VRE из стула пациента на расположенные в его палате предметы: микробы случайно переносились прикосновениями и движениями на другие части тела, халаты и белье, кнопки вызова, спинки кроватей, посуду, поверхности столов и так далее. Столь широкое распространение инфекции существенно увеличивало вероятность попадания бактерий в кровоток пациента через катетер или капельницу и одновременно способствовало передаче VRE другим пациентам через руки врачей, медсестер и санитаров.
Обнадеживало в полученных Донски данных то, что когда врачи переводили пациента на антибиотики, не столь вредные для кишечной микрофлоры, нормальные кишечные бактерии быстро восстанавливали свою численность и подавляли VRE, так что вскоре эти микробы оставались в кишечнике лишь в следовых количествах. Частота заражений крови при этом сокращалась, как и частота передачи VRE от пациента к пациенту. Когда в конце 2000 года Донски опубликовал результаты своего исследования в New England Journal of Medicine, этим он, по сути, обеспечил себе повышение на, быть может, неблагодарную должность начальника инфекционного контроля – конечно, почетную, но требующую от него постоянно давить на врачей, добиваясь от них избавления от закоренелых и опасных привычек.
Например, в 2001 году, подготовив обзор практики прописывания медикаментов, Донски обнаружил, что многие врачи, имеющие степень доктора медицины, не только без необходимости выбирали вредные для кишечной микрофлоры антибиотики, но и вообще прибегали к антибиотикам в случаях, когда в этом не было никакой нужды. Проблема была даже не в том, что врачи по ошибке прописывали антибиотики при вирусных, то есть небактериальных, инфекциях. Некоторые из них использовали антибиотики, пытаясь предотвратить возможные бактериальные инфекции, а многие другие держали пациентов на антибиотиках намного дольше, чем это было необходимо.
"Это выглядело так, будто, однажды прописав пациенту антибиотики, они уже неохотно решались на прекращение их приема", – говорит Донски. Но Донски знал, что использование антибиотиков в качестве заграждения от инфекции дает противоположный эффект. Обсчитав имеющиеся данные, он продемонстрировал: каждый день, проведенный пациентом на антибиотиках, существенно повышает риск подхватить VRE или другую устойчивую к ним внутрибольничную инфекцию. Им было показано, что госпитализированных пациентов в целом лечили антибиотиками почти на треть времени дольше, чем это было оправданно. При этом Донски говорит, что если данные его отчета за 2001 год и неточны, то лишь в сторону недооценки проблемы, потому что оттуда исключены пациенты отделений интенсивной терапии, где врачи вынуждены принимать относительно антибиотиков решения, от которых может зависеть жизнь, и нет времени выяснять, нужно их применять или нет.
Но и сегодня слишком много врачей, несмотря на выслушиваемые в течение нескольких десятилетий лекции о вреде неоправданного использования антибиотиков, по-прежнему не видят в этих лекарствах ничего, кроме пользы, и исходят из принципа "в любом случае не повредит", с досадой говорит Донски. "Они знают, что в долговременной перспективе злоупотребление антибиотиками может способствовать выработке устойчивости, но непосредственной угрозы такого злоупотребления по-прежнему не осознают". Микроб, который наконец открыл глаза многим врачам, попал в газетные заголовки в декабре 2005 года, когда были опубликованы данные об общенациональной эпидемии высокоустойчивого к антибиотикам и смертоносного штамма клостридии Clostridium difficile.
Врачам и фармацевтам с начала семидесятых годов известно, что C. difficile – самый обычный возбудитель поносов, развивающихся после применения антибиотиков. Этот микроб стал источником неприятностей после внедрения антибиотиков широкого спектра действия, таких как клин-домицин. Как выяснилось, наделенные естественной устойчивостью к антибиотикам похожие на барабанные палочки споры C. difficile всегда были широко распространены в природе. Любой из нас время от времени проглатывает некоторое количество таких спор. C. difficile не вызывает никаких неприятностей – за исключением случаев, когда сплоченное естественное сообщество кишечных микроорганизмов оказывается нарушено антибиотиками, что позволяет этой бактерии вторгаться на чужую территорию. C. difficile обычно переживает период приема антибиотиков в состоянии спор, а затем, когда прием прекращается, выходит из спор и в массе плодится, опережая нормальных обитателей толстой кишки, пытающихся вновь занять свое место. В конце концов естественная микрофлора обычно побеждает, изгоняя C. difficile из кишечника после нескольких дней расстройства. Но если ей это не удается, то вызывающие понос токсины C. difficile могут привести к развитию острого колита, или воспаления кишечника.
К восьмидесятым годам споры C. difficile стали в особенно больших количествах встречаться в больницах, отчасти потому, что эти споры нередко выдерживают даже воздействие промышленных чистящих средств. В результате от 20 до 40 % госпитализированных пациентов подхватывали этих микробов во время пребывания в больнице – почти всегда после прохождения курса антибиотиков. И все же, за исключением редких случаев, заражение ими не вызывало ничего хуже поноса. Но затем появилась новая форма C. difficile.
В конце девяностых годов пациенты в больницах начали умирать от острого колита, вызываемого штаммом C. difficile, у которого лишился тормозов механизм синтеза токсинов. Этот новый штамм производил в двадцать раз больше яда, приводящего к воспалению толстой кишки, отчего в некоторых случаях в ней возникали смертоносные прободения, через которые кишечные бактерии в массе попадали в брюшную полость и в кровоток. Кроме того, этот штамм подхватил гены активного сопротивления широко используемым антибиотикам фторхинолонам. Это означало, что он мог начать бурно размножаться в кишечном тракте сразу, как только человек начинал принимать один из таких антибиотиков, а не сохраняться в покоящихся спорах, дожидаясь момента, когда из пищеварительной системы выйдет антибиотик.
Первые отмеченные медиками вспышки заболевания произошли в Канаде в 2003 году, когда этот гиперпатогенный штамм за шесть месяцев привел к гибели сотни с лишним пациентов в больницах Квебека. Многие из его жертв легли в больницу ради обычного обследования. В следующем году число погибших в Квебеке достигло внушительной отметки в две тысячи, и аналогичные вспышки были отмечены в Великобритании. Британские таблоиды бушевали, печатая статьи под заголовками вроде "Операция на ногте едва не стоила мне жизни" или "В страшной смерти мамы винят больницу".
Тем временем в США, в Центрах по контролю и профилактике заболеваний (ЦКЗ), возникли подозрения, что американские больницы уже столкнулись со сходными проблемами, но поскольку в США нет ни национализированной системы здравоохранения, ни федеральных законов, требующих сообщать о заболеваниях, ЦКЗ не располагали четкими критериями для оценки ситуации. Кёртис Донски из Кейсовского западного университета вспоминает, как однажды летом 2005 года купил кливлендскую газету и прочитал в ней заголовки, по-прежнему трубившие о "канадском больничном супермикробе", но ни словом не упоминавшие о критической ситуации, развивавшейся в больницах самого Кливленда. "Мы знали, что многие здешние больницы столкнулись с той же проблемой, – говорит Донски, вспоминая обсуждения этой ситуации с коллегами, – но не могли сослаться ни на что, кроме слухов. Никаких достоверных данных. И никто ничего не предпринимает".
Единственный возможный способ получить хоть какую-то оценку происходящего в США состоял в том, чтобы проанализировать данные о выписке пациентов из больниц за многие годы. Эпидемиолог из ЦКЗ Клиффорд Макдоналд руководил этим геркулесовым трудом, результаты которого стали известны в конце 2005 года. Выяснилось, что за последние пять лет смертность от колитов в американских больницах возросла с менее чем 2 % до 17 %. Не случайно, что за тот же период врачи стали более чем вдвое чаще диагностировать у пациентов заражение C. difficile.