SINTEZE CLINICE

Bacterii „superbug” şi impactul lor asupra sănătăţii umane

 “Superbug” bacteria and their impact on human health

Vasilica Ungureanu

First published: 28 octombrie 2019

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/MED.131.3.2019.2578

Abstract

“Superbug” bacteria are microorganisms with multiple anti­bio­tic resistance. They can cause severe infections for which antibiotics are less efficient or even inefficient, lead­ing frequently to death. Due to excessive and often un­con­trol­led use of antibiotics, without following ele­men­ta­ry hygiene measurements for the prevention and con­trol of infections, in ambulatory and hospital alike, bac­te­rial microorganisms suffer mutations that can lead to resistance, by multiple mechanisms, to certain types of drugs, ensuring in this way their survival. Among the most com­mon “superbugs”, there are Gram-negative bacteria (e.g., germs from Enterobacteriaceae family – resistant to carbapenem, Acinetobacter baumanni, Pseudomonas aeru­ginosa, Neisseria gonorrhoeae) and Gram-positive bac­teria (e.g., methicillin-resistant Staphylococcus aureus, Clos­tri­dium difficile, Enterococcus – resistant to vancomycin). The impact on human health is severe, millions of cases with severe infections and hundreds of thousands of deaths being recorded at a global level. Health organizations through­out the world raised awareness on this serious me­nace and proposed strategies for preventing and re­du­cing to a minimum this major danger of morbidity and mor­ta­lity. Thus, we could go back to times when organ trans­plan­ta­tion or routine surgeries were not possible or, even worse, women could die again at birth.

Keywords
superbug bacteria, multiple antibiotic resistance, mechanism of resistance

Rezumat

Bacteriile „superbug” sunt acele bacterii cu rezistenţă mul­ti­plă la antibiotice. Ele pot cauza infecţii severe, pentru care antibioticele au devenit mai puţin eficiente sau chiar ine­fi­cien­te, evoluţia fiind de multe ori spre deces. Prin utilizarea în exces şi deseori necontrolată a antibioticelor, nerespectarea mă­su­rilor elementare de igienă, de prevenire şi control al in­fec­ţiilor, atât în ambulatoriu, cât şi în spitale, bacteriile su­fe­ră mutaţii, căpătând rezistenţă, prin diverse mecanisme, faţă de anumite tipuri de medicamente, asigurându-şi su­pra­vie­ţui­rea. Printre cele mai comune bacterii „superbug” sunt amin­tite bacteriile Gram-negative (ex.: germeni din familia En­te­ro­­bacteriaceae – rezistenţi la carbapenem, Acinetobacter bau­mannii, Pseudomonas aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae), bac­te­riile Gram-pozitive (ex.: Staphylococcus aureus rezistent la meticilină, Clostridium difficile, Enterococcus rezistent la vancomicină). Impactul asupra sănătăţii umane este deosebit de sever, anual înregistrându-se, la nivel global, milioane de cazuri cu infecţii severe cauzate de bacterii „superbug” şi sute de mii de decese. Organizaţii de sănătate din întreaga lume au avertizat asupra acestei serioase ameninţări şi au formulat strategii de prevenire şi reducere la minimum a acestui pericol major de îmbolnăvire şi mortalitate. Altfel, ne-am putea în­toar­ce la vremurile în care transplanturile de organe sau chirurgiile de rutină nu erau posibile sau, chiar mai mult, femeile ar putea muri din nou la naştere. 

Ce sunt bacteriile „superbug”?

„Superbug” este un termen utilizat pentru a descrie tulpini bacteriene care au devenit rezistente la majoritatea antibioticelor utilizate în mod obişnuit pentru tratarea infecţiilor cauzate de aceasta, numite şi bacterii cu rezistenţă multiplă la antibiotice (multidrug resistance = MDR), bacterii care prezintă rezistenţă la trei sau mai multe antibiotice/clase de antibiotice. Aceste bacterii pot cauza infecţii bacteriene severe, extrem de greu de tratat. Rezistenţa la antibiotice este un fenomen natural, în continuă creştere pe întreg globul, fenomen care poate fi încetinit, dar nu oprit.

Evoluţia bacteriilor „superbug”

Tot mai des este tras semnalul de alarmă privind evoluţia şi răspândirea acestor bacterii care prezintă rezistenţă multiplă la medicamentele antibacteriene.

Există miliarde de bacterii care trăiesc în organismele umane şi animale, precum şi în mediul înconjurător. Bacteriile şi ciupercile patogene, potenţial mortale, trăiesc inofensiv pe pielea şi în organismul nostru, însă de cele mai multe ori nu provoacă nicio problemă. Aceşti microbi sunt şi în casele noastre, chiar şi în magazinele alimentare, dar mai ales în spitale.

Antibioticele au salvat sute de milioane de vieţi, însă de-a lungul timpului – prin utilizarea lor continuă, pe scară largă şi, de cele mai multe ori, necontrolată – bacteriile se adaptează, suferind mutaţii pentru a-şi asigura supravieţuirea. Astfel, rezistenţa antimicrobiană apare atunci când un agent patogen dobândeşte un mecanism sau mecanisme care împiedică medicamentul antimicrobian să-l omoare sau să controleze eficient creşterea acestuia.

Apariţia şi răspândirea bacteriilor rezistente la antibiotice pot fi favorizate de:

  • utilizarea necorespunzătoare sau abuzul de antibiotice (până la 50% din totalul antibioticelor prescrise pentru oameni nu sunt necesare sau nu sunt eficiente în mod optim);

  • nerespectarea măsurilor elementare de igienă;

  • practici slabe de prevenire şi control al infecţiilor;

  • diverse aspecte, insuficient controlate, din spitale, precum: transfuzii de sânge, contactul cu lichide corporale de la diverşi pacienţi, chiar contactul piele-piele etc.;

  • nivel socioeconomic şi, implicit, cultural scăzut.

  • Bacteriile „superbug” pot evolua în câteva moduri:

  • când bacteriile cresc şi se răspândesc, pot dezvolta mutaţii în ADN-ul lor, căpătând rezistenţă, prin mai multe mecanisme, faţă de anumite tipuri de medicamente;

  • bacteriile pot împrumuta, de asemenea, anumite mecanisme de rezistenţă altor bacterii printr-un proces numit transfer orizontal de gene, ceea ce creşte viteza cu care bacteriile pot evolua spre „superbug”.

  • Mecanismele de rezistenţă ale bacteriilor „superbug” iau diverse forme:

  • unele bacterii acţionează asemănător camuflajului, ascunzând peretele celular bacterian vulnerabil în faţa antibioticului;

  • alţi germeni acţionează ca nişte scuturi împotriva antibioticelor;

  • un alt mecanism de rezistenţă este reprezentat de o pompă biologică de eflux, care scoate în mod activ antibioticul din bacterie;

  • unele bacterii posedă enzime care degradează antibio­ticele înainte ca acestea să le facă vreun prejudiciu.

O cauză importantă a dezvoltării rezistenţei la antibiotice este utilizarea excesivă a acestor medicamente în agricultură şi, în special, în ferme, pentru a grăbi creşterea animalelor. În aceste situaţii apar şi se dezvoltă în intestinul animalelor bacterii rezistente la substanţele antimicrobiene, iar aceste bacterii rezistente ajung la om prin diverse moduri (contactul cu mediul, solul, aerul sau contactul direct al fermierilor cu animalele, alimentaţia etc.).

Deoarece aceste mecanisme de rezistenţă continuă să se schimbe şi să se răspândească printre bacterii, antibioticele pot deveni ineficiente, putându-ne confrunta cu infecţii fatale, ameninţarea rezistenţei la antibiotice devenind mai serioasă ca niciodată.

Cele mai comune bacterii „superbug”

  • Enterobacteriaceae rezistente la carbapenem (CRE): sunt o familie de bacterii Gram-negative care se găsesc de obicei în tractul gastrointestinal al omului; unele dintre aceste bacterii pot cauza infecţii sangvine care pot pune viaţa în pericol şi sunt rezistente la aproape toate antibioticele (ex.: Klebsiella spp. şi E. coli – rezistente la carbapeneme).

  • Acinetobacter baumannii este o bacterie „superbug” şi poate fi găsită în sol, apă şi pe pielea noastră. Aceasta dezvoltă o rezistenţă la antibiotice mai rapid decât alte bacterii şi este izolată frecvent în spitale, fiind una din cauzele infecţiilor nosocomiale.

  • Neisseria gonorrhoeae: această specie bacteriană determină gonoreea (boală transmisă sexual), care anterior era tratată uşor cu antibiotice, în speţă penicilină, dar azi este din ce în ce mai rezistentă la numeroase antibiotice.

  • Staphylococcus aureus rezistent la meticilină (MRSA) este o specie bacteriană ce poate cauza infecţii severe greu de tratat. Deşi MRSA este rezistent la antibiotice, există încă unele antibiotice la care este susceptibil, astfel încât riscul unei evoluţii fatale a infecţiei stafilococice poate scădea.

  • Clostridium difficile este o bacterie care se găseşte în tractul intestinal şi care se poate dezvolta şi poate provoca diaree severă. Adesea, infecţiile cu C. difficile apar la pacienţii internaţi sau recent spitalizaţi, reprezentând 15% până la 25% din toate cazurile de diaree asociată cu antibiotice. Poate fi transmis de la indivd la individ, în băi şi pe haine, iar terapia cu antibiotice nu este întotdeauna eficientă, infecţia cu C. difficile putând fi fatală.

  • Enterococcus rezistent la vancomicină (VRE) este o cauză importantă a infecţiilor nosocomiale, de infecţii ale tractului urinar şi infecţii ale fluxului sangvin. Datele CDC (Centers for Disease Control and Prevention) din 2006-2007 evidenţiau faptul că enterococul a provocat una din opt infecţii din spitale, din care 30% au fost VRE. Majoritatea enterococilor rezistenţi la vancomicină aparţin speciei Enterococcus faecium, în timp ce germenii din specia Enterococcus faecalis sunt susceptibili la vancomicină.

  • Pseudomonas aeruginosa – frecvent rezistent la o varietate de antibiotice. Reprezintă 10% din toate infecţiile nosocomiale. Poate cauza pneumonie, infecţii ale tractului urinar şi infecţii ale fluxului sanguin.

ECDC (European Centre for Disease Prevention and Control) şi EFSA (European Food Safety Authority) au analizat datele privind rezistenţa antimicrobiană, obţinute în 2017 din 28 de state şi au prezentat un raport pe această temă. Astfel, în unele ţări, rezistenţa la fluorochinolone (ex.: ciprofloxacină) este foarte mare; de exemplu, în cazul bacteriilor care aparţin genului Campylobacter, aceste antibiotice nu mai sunt eficiente pentru tratamentul cazurilor severe de campilobacterioză. Speciile din genul Campylobacter (C. jejuni şi C. coli) sunt larg răspândite în natură, fiind prezente în intestinul a numeroase specii de mamifere: porci, vaci, capre, oi, câini, pisici, rozătoare, precum şi păsări, dar şi în apa contaminată cu materii fecale, transmiţându-se la om prin consumul de alimente, lapte sau apă contaminată. De asemenea, majoritatea ţărilor europene au raportat că bacteriile din genul Salmonella, în special S. typhimurium, sunt din ce în ce mai rezistente la fluorochinolone. Una dintre cele mai remarcate bacterii cu rezistenţă multiplă la antibiotice este MRSA. Acest raport confirmă creşterea rezistenţei la antibiotice, deja identificată încă din anii trecuţi.

Bacteriile „superbug”, în spitale

Numeroase lucrări semnalează apariţia şi dezvoltarea bacteriilor „superbug” în spitale, cu un impact deosebit asupra sănătăţii bolnavilor. Un studiu al CDC, principalul institut naţional de sănătate publică din SUA, a constatat că, chiar şi după utilizarea dezinfectanţilor, mai mult de jumătate din spaţiile de spital încă conţin o bacterie „superbug”. Aproximativ 5% dintre lucrătorii din domeniul sănătăţii (asistente, medici etc.) sunt colonizaţi cu MRSA, o bacterie care ucide mii de oameni în SUA în fiecare an. De asemenea, s-a constatat că 10% dintre pacienţii care au intrat într-un spital au avut pe mâini o specie bacteriană cu rezistenţă multiplă. De cele mai multe ori, spitalele ascund aceste aspecte, din mai multe cauze, printre care şi faptul că pierd încrederea pacienţilor. Spitalele în care se izolează majoritatea bacteriilor „superbug” sunt adesea cele mai bune din SUA, pentru simplul motiv că au cele mai sofisticate platforme de diagnosticare, cele mai puternice antibiotice, dar şi experţii care le administrează.

Şi în statele din Uniunea Europeană spitalele sunt însărcinate cu efectuarea de investigaţii epidemiologice, în vederea prevenirii/izolării şi tratării agenţilor bacterieni „superbug”, dar nu întotdeauna sunt raportate rezultatele la centrele pentru controlul şi prevenirea bolilor.

Impactul asupra sănătăţii umane este considerabil

  • Sunt afectate, în general, persoanele de toate vârstele; totuşi, cele mai afectate sunt cele din grupele de vârstă cu risc crescut (copii şi vârstnici), cele cu boli cronice, terapie imunosupresantă, persoanele care suferă de diferite intervenţii chirurgicale etc.

  • În fiecare an, în Statele Unite: i) cel puţin două milioane de persoane contractează infecţii grave cu agenţi patogeni cu multiplă rezistenţă la antibiotice şi din această cauză se înregistrează aproximativ 23.000 de decese anual; ii) 14.000 de pacienţi mor din cauza infecţiei cu Clostridium difficile, costurile medicale depăşind 1 miliard de dolari; iii) peste 800.000 de infecţii cu Neisseria gonorrhoeae apar în fiecare an, dintre care 246.000 sunt rezistente la medicamente, conform estimărilor CDC; iv) aproape jumătate din toate cazurile de septicemie au o evoluţie fatală, în special septicemia cauzată de bacterii din familia Enterobacteriaceae rezistente la carbapenem.

  • În Europa se produc peste 400.000 de infecţii, cauzate de şase dintre cele mai frecvente bacterii cu multiplă rezistenţă, din care mor anual aproximativ 25.000 de pacienţi. S-a estimat că, în Anglia, 5.000 de decese/an sunt cauzate de infecţii pentru care antibioticele nu mai sunt eficiente.

  • La nivel global, aceste bacterii rezistente la antibiotice ucid până la 700.000 de persoane pe an. Experţii prevăd că, peste numai 30 de ani, până în jurul anului 2050, rezistenţa la antibiotice va ucide mai multe persoane decât cancerul şi diabetul împreună. Aceasta înseamnă o creştere la 10 milioane de decese/an cauzate de bacteriile „superbug”.

Tratamentul infecţiilor determinate de bacteriile „superbug”

  • Există o lipsă importantă de noi agenţi antibacterieni cu noi mecanisme de acţiune împotriva bacteriilor cu multiplă rezistenţă, în special bacteriile Gram-negative.

  • Atunci când opţiunile de tratament cu antibiotice de primă linie şi apoi de a doua linie sunt limitate de rezistenţa antibacteriană sau de indisponibilitatea antibioticelor, medicii sunt nevoiţi să folosească antibiotice care pot fi mai toxice pentru pacient şi frecvent mai scumpe.

  • Atunci când există tratamente alternative, cercetările au arătat că pacienţii cu infecţii cauzate de bacterii rezistente la antibiotice sunt deseori mult mai susceptibili să moară, iar supravieţuitorii necesită perioade de îngrijire în spital şi de recuperare semnificativ mai lungi, implicit incapacitate de muncă pe termen lung.

  • Apariţia şi răspândirea îngrijorătoare a bacteriilor „superbug” impun găsirea de noi arme pentru a le trata. La peste un secol de la debutul său, terapia cu fagi – virusuri care omoară bacteriile – a apărut ca un potenţial instrument în această luptă împotriva bacteriilor „superbug”, iar cercetătorii speră ca instrumentul să dureze suficient de mult pentru ca acest lucru să devină nu doar o armă de încredere în războiul nostru împotriva acestor germeni „superbug”, ci şi un instrument ce ar putea face orice, de la furnizarea medicamentelor pentru cancer până la asigurarea în siguranţă a alimentaţiei noastre.

Măsuri de prevenire

Ca urmare a situaţiei alarmante privind emergenţa rezistenţei la antibiotice, raportată de ECDC/EFSA, Comisia Europeană a adoptat Planul UE de acţiune împotriva rezistenţei antimicrobiene, care solicită luarea de măsuri eficiente împotriva acestei ameninţări, atât în ceea ce priveşte sănătatea umană şi sănătatea animalelor, cât şi mediul. Eforturile pentru prevenirea unor astfel de ameninţări se bazează pe fundamentul unor strategii dovedite de sănătate publică, care pot să reducă la minimum riscul de îmbolnăvire:

  • imunizarea populaţiei conform planurilor naţionale de vaccinare;

  • controlul infecţiilor, prin utilizarea prudentă a antibioticelor (administrarea antibioticelor conform instrucţiunilor, şi numai atunci când este necesar, precum şi realizarea completă a tratamentului, chiar dacă starea generală s-a îmbunătăţit);

  • reducerea răspândirii de la o persoană la alta a agenţilor patogeni prin limitarea contactului cu sângele sau fluidele corporale ale unei alte persoane;

  • educaţia medicală a pacienţilor, dar şi a personalului medical;

  • spălarea frecventă a mâinilor cu apă şi săpun sau utilizarea unui dezinfectant pentru mâini;

  • un mod de viaţă sănătos, cum ar fi manevrarea corectă a alimentelor şi o alimentaţie adecvată, exerciţii fizice şi stabilirea unui program de somn sănătos;

  • reducerea cantităţii de antibiotice utilizate de către fermieri pentru a grăbi creşterea animalelor;

  • cercetări pentru dezvoltarea de noi agenţi antibacterieni, cu noi mecanisme de acţiune asupra bacteriilor „superbug”;

  • în spitale contează nu atât microbii care sunt izolaţi de la bolnavi sau din mediul spitalicesc, cât respectarea strictă a protocoalelor care împiedică răspândirea acestora. De exemplu, MRSA izolat din exsudatul nazal nu prezintă o importanţă deosebită, dar odată ajuns în sânge, acesta poate fi mortal. De aceea, este necesară instituirea măsurilor adecvate pentru a proteja pacienţii şi personalul:

    • Curăţarea şi dezinfectarea mediului şi a zonelor de îngrijire a bolnavului.

    • Monitorizarea de către epidemiologi a focarelor infecţioase, implementarea protocoalelor şi strategiilor adecvate de izolare şi identificare a agenţilor patogeni „superbug”.

    • Administrarea controlată a antibioticelor, sub stricta supraveghere a medicilor curanţi sau experţi.

În concluzie

  • Rezistenţa antimicrobiană (RA), numită de unii autori un „tsunami tăcut”, este o ameninţare din ce în ce mai gravă pentru sănătatea publică globală, care necesită acţiuni în toate sectoarele guvernamentale şi în societate.

  • RA: i) afectează pe oricine, de orice vârstă, în orice ţară; ii) se produce în mod natural; iii) utilizarea greşită a antibioticelor la oameni şi animale accelerează procesul; iv) alţi factori care pot contribui la RA: calitatea serviciilor de sănătate, practicile incorecte de tratament antimicrobian etc.

  • Un număr tot mai mare de infecţii sunt din ce în ce mai greu de tratat, putând conduce la: i) prelungirea perioadei de spitalizare; ii) costuri medicale mai mari şi iii) mortalitate crescută.

  • Se impune creşterea gradului de conştientizare a populaţiei cu privire la importanţa administrării antibioticelor – numai cu prescripţie şi sub strictă supraveghere medicală.

  • Înţelegerea modului în care se dezvoltă aceste bacterii, care sunt mecanismele lor de rezistenţă şi impactul pe care îl au asupra sănătăţii umane sunt esenţiale pentru prevenirea şi combaterea acestei ameninţări. Astfel, se desfăşoară cercetări în vederea dezvoltării de noi agenţi antibacterieni, cu noi mecanisme de acţiune împotriva bacteriilor cu multiplă rezistenţă.

Ameninţarea este reală şi, aşa cum am amintit, bacteriile sunt peste tot în jurul nostru. Dacă nu vor fi implementate măsurile pentru prevenirea şi combaterea rezistenţei antimicrobiene, ne-am putea întoarce la vremurile în care transplanturile de organe sau chirurgia de rutină nu erau posibile sau, chiar mai mult, femeile ar putea muri din nou la naştere.  

 

Conflict of interests: The author declares no conflict of interests.

Bibliografie

  1. ***Antibiotic Resistance: Implications for global Health and Novel Intervention Strategies. Washington DC. The National academies Press. 2010 (Source ECDC/EMEA 2009). 
  2. ***CDC. Antibiotic Resistance Threats in United State. 2013.
  3. Chang HT et al. Infect Control. Hosp. Epidemiol. 2007, 28; 926-951.
  4. ***ECDC/EFSA Report. Zoonoses: antimicrobial resistance shows no signs of slowing down. Rise of Drug-Resistant Superbugs Rings Alarm Bells in Europe – Medscape – Feb 26, 2019.
  5. ***ECDC/EMEA (European Medicines Agency). Technical Report. The bacterial challenge: time to react. Stockholm, September 2009.
  6. ***EFSA/ECDC. Scientific report. The European Union summary report on antimicrobial resistance in zoonotic and indicator bacteria from humans, animals and food in 2017. Approved: 31 January 2019. 
  7. ***ENVI. European Report on patient safety, 2013-04-10. 
  8. ***European Commission - Press release. Action Plan against antimicrobial resistance: Commission unveils 12 concrete actions for the next five years. Brussels, 17 November 2011.
  9. Fourtané S. Antibiotic-Resistant Superbugs Are Winning the Fight, How Can Science Fight Back? March 25th, 2019. Avaiable at: https://interestingengineering.com/antibiotic-resistant-superbugs-are-winning-the-fight-how-can-science-fight-back.
  10. Matt McCarthy. What Superbug Hunters Know That We Don’t. May 20, 2019. Available at: https://www.nytimes.com/2019/05/20/opinion/hospitals-antibiotic-resistant-bacteria-superbugs.html
  11. ***U.S. Food and Drug Administration (FDA). Available at: http://www.fda.gov/downloads/AnimalVeterinary/GuidanceComplanceEnforcement/GuidanceforIndustry/UCM299624.pdf
  12. Zarley BD. These superbug-fighting viruses are making a comeback. A broad-spectrum look at the future of phages. Medscape, Jul 5, 2019.
  13. ***WHO. Antimicrobial resistance. 15 February 2018.