Antibiotikaresistens

Naturligt urval i praktiken

Ett välkänt exempel på naturligt urval i praktiken är utvecklingen av antibiotikaresistens hos mikroorganismer. Sedan Alexander Fleming upptäckte penicillinet 1928 har antibiotika använts för att bekämpa bakteriesjukdomar. Naturliga bakteriepopulationer innehåller, bland det stora antalet enskilda medlemmar, en betydande variation i sitt genetiska material, som ett resultat av mutationer. När de utsätts för antibiotika dör de flesta bakterier snabbt, men vissa kan ha mutationer som gör dem något mindre mottagliga. Om antibiotikaexponeringen är kort kommer dessa individer att överleva behandlingen. Denna selektiva eliminering av missanpassade individer från en population är naturligt urval.

Prognos

I Flemings Nobelprisföreläsning 1945 sa han följande:

"Det är inte svårt att göra mikrober resistenta mot penicillin i laboratoriet genom att utsätta dem för koncentrationer som inte är tillräckliga för att döda dem, och samma sak har ibland hänt i kroppen... Det kan komma en tid då penicillin kan köpas av vem som helst i butikerna. Då finns det en risk att den okunnige mannen lätt kan underdosera sig själv och genom att utsätta sina mikrober för icke-dödliga mängder av läkemedlet göra dem resistenta".

Maclyn McCarty förklarade hur det var innan antibiotika:

"Det finns ett antal infektioner som ingen någonsin hade återhämtat sig från innan man upptäckte effektiva antibakteriella medel".

Resistensen mot antibiotika ökar genom att individer som är immuna mot antibiotikans effekter överlever. Deras avkomma ärver resistensen, vilket skapar en ny population av resistenta bakterier.

Mekanism

De mekanismer som bakterierna genomgår för att bli antibiotikaresistenta är genetiska mutationer och horisontell genöverföring.

Effekter på kirurgi och medicin

Alla operationer som innebär att kroppen skärs upp innebär en stor risk för infektioner. Antibiotika som ges före och efter operationen gör det möjligt för kirurgerna att utföra operationer som tidigare skulle ha varit livsfarliga. Operationer med öppet hjärta är ett tydligt exempel.

Cancerbehandlingar som kemoterapi och strålbehandling skadar immunförsvaret. Antibiotika ordineras för att stärka kroppens naturliga försvar. Patienter med organtransplantationer använder alltid läkemedel för att undertrycka immunförsvaret, annars attackerar det transplantatet. Därför används antibiotika för att skydda kroppen. Utan effektiva antibiotika skulle båda patientgrupperna kunna dö av infektioner som deras immunförsvar inte längre kan kontrollera.

"Det är en ganska dyster framtid, jag tror att många större operationer skulle vara allvarligt hotade", säger professor Richard James vid universitetet i Nottingham.

Även medicinska användningsområden är hotade. Antalet tester som visar resistens mot karbapenemer, en av de mest kraftfulla antibiotikagrupperna, har ökat kraftigt från en handfull fall 2003 till över 300 fall 2010. "I mitt labb ser jag ett ökande antal resistenta stammar år för år", säger professor Neil Woodford, från Health Protection Agency's enhet för antimikrobiell resistens. De flesta fall är resistenta mot vissa läkemedel. Ännu värre är att det finns ett fåtal fall av stammar som inget antibiotikum kan påverka.

Många infektioner som nästan var eliminerade kommer tillbaka. Den sexuellt överförbara sjukdomen gonorré blir allt svårare att behandla. Över hela världen är multiresistent och extremt läkemedelsresistent tuberkulos ett växande problem. Endast ett par läkemedel fungerar fortfarande.

Infektioner som drabbar äldre när de ligger på sjukhus är ett av de största problemen. Det största hotet i Storbritannien är opportunistiska bakterier som lever i tarmen, t.ex. E. coli och Klebsiella. De är nu den vanligaste formen av infektion som patienter får på sjukhus. De uppvisar en ökande resistens mot antibiotika.

Officiell varning

Det brittiska kabinettskontoret har utfärdat en varning genom det nationella riskregistret för civila nödsituationer. Där sägs att "antalet infektioner som kompliceras av antimikrobiell resistens kan öka markant under de kommande 20 åren". "Utan effektiva antibiotika kan även mindre kirurgiska ingrepp och rutinoperationer bli högriskprocedurer, vilket leder till längre sjukdomstid och i slutändan för tidig dödlighet".

Världshälsoorganisationen

WHO har gjort liknande bedömningar:

"Användningen och missbruket av antimikrobiella medel ... under de senaste 70 åren har lett till en obeveklig ökning av antalet och typerna av mikroorganismer som är resistenta mot dessa läkemedel - vilket leder till dödsfall, ökat lidande och funktionshinder samt högre sjukvårdskostnader".

"Dödsfall till följd av akuta luftvägsinfektioner, diarrésjukdomar, mässling, aids, malaria och tuberkulos står för mer än 85 % av dödligheten till följd av infektioner i världen. Resistensen mot första linjens läkemedel hos de flesta patogener som orsakar dessa sjukdomar varierar från noll till nästan 100 %. I vissa fall äventyrar resistens mot andra och tredje linjens medel allvarligt behandlingsresultaten. De bakterier som orsakar tuberkulos (TB) kan utveckla resistens mot de antimikrobiella läkemedel som används för att bota sjukdomen. Multiresistent tuberkulos (MDR-TB) är tuberkulos som inte svarar på åtminstone isoniazid och rifampicin, de två mest kraftfulla tuberkulosläkemedlen (WHO, 2018).

"Till detta kommer den betydande globala bördan av resistenta, sjukhusförvärvade infektioner, de nya problemen med antiviral resistens och de ökande problemen med läkemedelsresistens hos försummade parasitsjukdomar hos fattiga och marginaliserade befolkningsgrupper".

WHO har nu listat världens mest hotfulla superbakterier. Antibiotikaresistenta infektioner förekommer över hela världen.

Exempel

Om antibiotikan utsätts för tillräckligt lång tid och upprepade gånger kommer en population av antibiotikaresistenta bakterier att växa fram. Detta leder till vad som kallas en evolutionär kapprustning, eller samevolution, där bakterier fortsätter att utveckla stammar som är mindre mottagliga för antibiotika, samtidigt som medicinska forskare fortsätter att utveckla nya antibiotika som kan döda dem. En liknande situation uppstår när det gäller resistens mot bekämpningsmedel hos växter och insekter och när det gäller malariaresistens mot kinin.

Gonorré

En man i Storbritannien har fått "världens värsta fall någonsin" av gonorré, en sexuellt överförbar sjukdom. Den huvudsakliga behandlingen med antibiotika azitromycin och ceftriaxon har inte lyckats bota sjukdomen. En myndighet sade: "Detta är första gången som ett fall har uppvisat en sådan hög grad av resistens mot båda dessa läkemedel och mot de flesta andra vanligt förekommande antibiotika".

Meticillinresistent Staphylococcus aureus

Nya stammar av meticillinresistenta Staphylococcus aureus (MRSA) har dykt upp som är resistenta mot nästa generation läkemedel.

Tuberkulos

Tuberkulos (TB) är en infektionssjukdom som orsakas av bakterier. Den orsakas av olika typer av mykobakterier, vanligtvis Mycobacterium tuberculosis. Sjukdomen angriper vanligen lungorna, men den kan även drabba andra delar av kroppen. Smittämnet kan färdas genom luften och spridas från en person till en annan. Experter tror att en tredjedel av världens befolkning är smittad av M. tuberculosis. Nya infektioner sker i en takt av en per sekund.

Läkemedelsresistent tuberkulos är ett allvarligt folkhälsoproblem i många utvecklingsländer, eftersom behandlingen tar längre tid och kräver dyrare läkemedel. MDR-TB definieras som resistens mot de två mest effektiva tuberkulosläkemedlen i första linjen: rifampicin och isoniazid. Omfattande läkemedelsresistent tuberkulos är också resistent mot tre eller fler av de sex klasserna av andrahandsläkemedel.

Helt läkemedelsresistent tuberkulos observerades för första gången 2003 i Italien, men rapporterades inte allmänt förrän 2012. Den är resistent mot alla för närvarande använda läkemedel.

Malaria

Malariainfektioner orsakas inte av bakterier, utan av en protozo-parasit som sprutas in i blodet av en mygga. De behandlas normalt med en kombination av två läkemedel, artemeter-lumefantrin. Nu har det inträffat fyra fall i Storbritannien där läkemedlen har misslyckats. Patienterna fick sjukdomen i Afrika. En läkare sade: "Det är ett tidigt tecken och vi måste ta det på stort allvar eftersom det kan bli en snöboll av något med större konsekvenser".

Teixobactin

Teixobactin är ett antibiotikum som upptäcktes 2015, det första nya antibiotikum som upptäckts på 40 år. Det är ännu inte godkänt för allmän användning. Det fungerar mot alla grampositiva bakterier som Staphylococcus aureus och mot vissa andra bakterier som Mycobacterium tuberculosis.