مقاومت آنتی بیوتیکی و انواع آن

مقاومت آنتی بیوتیکی (Antimicrobial resistance)

بدون شک ورود آنتی بیوتیک ها به عرصه پزشکی در قرن نوزدهم تاثیر شگفت انگیزی و غیر قابل انکاری در افزایش امید به زندگی در انسان ها داشته و جان بسیاری از افراد را نجات داد. در دوران پیش از آنتی بیوتیک (Pre-Antibiotic Era) پاندمی ها (همه گیری) و اپیدمی های متعددی اتفاق افتاد که اغلب منشأ باکتریایی داشتند که از جمله کشنده ترین آن ها می توان به طاعون خیارکی (مرگ سیاه) اشاره کرد که باعث نابودی حدود ۴۰٪ از جمعیت اروپا شد و تلفات جهانی آن بین ۵۰ تا ۲۰۰ میلیون نفر تخمین زده شد. دیفتری، وبا، سیفلیس و سل نیز از دیگر همه گیری هایی بودند که عامل مسبب آن ها باکتریایی بود.

از طرفی نکته حائز اهمیت این است که در اغلب همه گیری ها همکاری بین پاتوژن‌های ویروسی و باکتریایی نقش دارند به عنوان مثال، در پاندمی آنفلوانزای اسپانیایی سال ۱۹۱۸، بیش از ۵۰ میلیون نفر جان خود را از دست دادند. در بسیاری از موارد مرگ، این تصور وجود داشت که پنومونی ویروسی علت مرگ بوده است، چرا که این موارد بلافاصله پس از بروز علائم و معمولاً همراه با خونریزی شدید ریوی یا ادم رخ می‌دادند. داده های آسیب‌شناختی نشان داد که اکثر قربانیان در اثر پنومونی باکتریایی ثانویه جان خود را از دست داده بودند.

در دوران طلایی آنتی بیوتیک ها (Golden Era of Antibiotics)  (از دهه ۱۹۳۰ تا ۱۹۶۰)، دنیا با کاهش شیوع اپیدمی‌های باکتریایی مواجه شد اما طولی نکشید که از دهه ۱۹۶۰، مقاومت های آنتی‌بیوتیکی به تدریج افزایش یافت و کشف تعداد کلاس‌های جدید آنتی‌بیوتیکی کاهش یافت. از دهه ۱۹۷۰ تا ۲۰۰۰، صنعت داروسازی تمایل کمتری برای ایجاد آنتی‌بیوتیک‌های جدید نشان داد و صرفا تمرکز خود را بر تغییر ساختار شیمیایی آنتی‌بیوتیک‌های موجود گذاشت و بروز مقاومت های دارویی شدید از همان دهه نشانه‌ای از بحران جهانی قریب‌الوقوع بود که جان انسان ها را تهدید می کرد.

از آن زمان به بعد و در دوره پسا آنتی بیوتیک (Post-Antibiotic Era) رقابتی میان عفونت‌های باکتریایی و آنتی‌بیوتیک‌های جدید آغاز شد و باکتری‌ها به‌طور همزمان مجموعه‌ای از مکانیسم‌های مقاومت را گسترش دادند. امروزه، بیش از ۷۰٪ از باکتری‌هایی که باعث بیماری‌های جدی می‌شوند، احتمالاً در برابر حداقل یکی از آنتی‌بیوتیک‌های رایج مقاوم هستند. این مسئله، همراه با کمبود کلاس‌های جدید آنتی‌بیوتیک، تصویری تیره از آینده ارائه می‌دهد. با مقاوم شدن باکتری ها با خطر مجدد بروز پندمی ها روبرو میشویم. متأسفانه، توسعه کنونی آنتی‌بیوتیک‌ها ناکافی است و آینده تاریک به‌نظر می‌رسد مگر اینکه از روش‌های کنونی تولید آنتی‌بیوتیک‌های مصنوعی که به سرعت اثربخشی خود را علیه باکتری‌های مقاوم به چند دارو از دست می‌دهند، دست برداریم.

نمودار سال توسعه آنتی بیوتیک ها و سال ایجاد مقاومت آنتی بیوتیکی در مقابل آن ها

انواع مقاومت آنتی بیوتیکی

سلول‌های باکتریایی قادر به توسعه انواع مختلفی از مکانیسم‌های مقاومت دارویی هستند و ترکیب این مکانیسم‌ها ممکن است به ظهور پاتوژن‌های مقاوم به  چند دارو (MDR) یا “سوپرباگ‌ها” یا اصلاحات “ابر میکروب ها” منجر شود. در ادامه به مهمترین مکانیسم هایی که تا کنون شناخته شده اند می پردازیم:

جهش (Mutation):
تغییر خودبه‌خودی در توالی DNA یک ژن می‌تواند در نهایت ویژگی های یک سلول را تغییر دهد. حتی یک تغییر تک‌نوکلئوتیدی ممکن است بیان یک یا چند آمینواسید را تغییر داده، ساختار آنزیم یا سلول را تغییر دهد و در نتیجه مقاومت در برابر آنتی‌بیوتیک هدف ایجاد کند.

مقاومت ناشی از پلاسمید (Plasmid-Mediated Resistance):

این نوع مقاومت ناشی از انتشار ژن‌های مقاومت آنتی‌بیوتیکی است که روی پلاسمیدها قرار دارند. این پلاسمیدها می‌توانند از طریق هم‌آمیزی (Conjugation) بین باکتری‌های هم‌گونه یا گونه‌های مختلف منتقل شوند. پلاسمیدها اغلب دارای ژن‌های متعددی برای مقاومت به آنتی‌بیوتیک‌ها هستند که به گسترش چند دارویی یا  MDR (Multi-Drug Resistance) کمک می‌کند.

مکانیسم های اصلی ایجاد مقاومت های ضدمیکروبی در باکتری ها

تشکیل بیوفیلم (Biofilm Formation):

باکتری‌هایی که به بافت‌های آسیب‌دیده یا دستگاه‌های پزشکی قرار گرفته در بدن متصل می‌شوند، اغلب خود را در یک بستر از جنس پلی‌ساکاریدها و پپتیدها محصور می‌کنند و یک پوشش لزج به نام بیوفیلم تشکیل می‌دهند. مقاومت بیوفیلم به آنتی‌بیوتیک‌ها وابسته به مکانیسم‌های پیچیده چندسلولی است.

حسگری گروهی (Quorum-Sensing):

این استراتژی ارتباطی باکتری‌ها که به نام حد نصاب احساس نیز شناخته می شود به تراکم جمعیت آن‌ها وابسته است. این فرآیند شامل استفاده از مولکول‌های سیگنال‌دهنده کوچک برای تحریک بیان تعداد زیادی از ژن‌ها است که فعالیت‌های مختلفی، از جمله مقاومت آنتی‌بیوتیکی، را تنظیم می‌کنند.

تغییر در نفوذپذیری غشای خارجی :

غشای خارجی باکتری‌های گرم منفی به ‌عنوان یک مانع قوی در برابر درمان‌های ضدباکتریایی عمل می‌کند. آنتی‌بیوتیک‌ها ممکن است از دو مسیر وارد غشای خارجی شوند: مسیر مبتنی بر لیپید برای آنتی‌بیوتیک‌های آبگریز و مسیر پورین‌های انتشار عمومی برای آنتی‌بیوتیک‌های آب‌دوست. باکتری‌ها در استفاده از هر دو مسیر برای افزایش مقاومت خود بسیار مؤثر هستند.

پمپ‌های دفعی (Efflux Pumps):

باکتری‌ها از این فرآیند برای دفع مواد مضر (مانند آنتی‌بیوتیک‌ها) از سلول استفاده می‌کنند. این مکانیسم برای اولین بار در دهه ۱۹۷۰ برای تتراسایکلین‌ها گزارش شد و از آن زمان به‌عنوان یک مسیر مهم در مقاومت های چند دارویی به‌ویژه در باکتری‌های گرم منفی شناسایی شده است.

کاهش جذب :

باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک ممکن است نفوذپذیری غشای خود را با افزایش دفع یا کاهش جذب کاهش دهند. این مکانیسم در مقاومت به بتالاکتام در باکتری‌های گرم منفی نقش دارد.

غیرفعال‌سازی آنتی‌بیوتیک توسط آنزیم‌های باکتریایی:

باکتری‌های مقاوم به‌طور بالینی آنزیم‌هایی تولید می‌کنند که آنتی‌بیوتیک‌ها را غیرفعال می‌کنند؛ این آنزیم‌ها طوری تغییر می‌کنند که واکنش آن‌ها با آنتی‌بیوتیک، اثرگذاری آن بر میکروارگانیسم را از بین می‌برد.

  تغییر در هدف آنتی‌بیوتیک :

تغییر در محل هدف آنتی‌بیوتیک یک مکانیسم رایج مقاومت است که با تداخل در هدف آنتی‌بیوتیک، از اثر آن فرار می‌کند. این فرآیند شامل محافظت از هدف (مانع‌شدن از رسیدن آنتی‌بیوتیک به گیرنده) یا تغییر محل هدف از طریق جهش است که حساسیت به دارو را کاهش می‌دهد.

WAAW #AntimicrobialResistance#