В днешно време сме заплашени от много апокалипсиса. Климатичен апокалипсис. Апокалипсис на безработица. Апокалипсис от кибер война, водена чрез изкуствен интелект. Но антибиотичен апокалипсис или възможното морално остаряване на това, което е едно от най-ефективните оръжия на човечеството от праисторическо време във войната срещу болестите. Въпреки това то изглежда в своята крайност много стряскащо. Казват, че ние сме се запътили към следващата черна чума, с милиони мъртви, а модерното общество ще се окаже в руини.
Големият проблем е развилата се резистентност. За биологичните изследователи от високо равнище – хора, разполагащи с бюджети и високотехнологично оборудване, се оказва, че не е толкова трудно в повечето случаи да се открие молекулна контрамярка. Жизнените цикли на микроорганизмите са деликатни по дефиниция и днешната наука е станала много добра в намирането и използване на такива техни слабости, когато е необходимо.
Въпросът не е, че нямаме лекарства. Проблемът е, че всеки път, когато ги използваме, те стават все по-малко ефективни. Учените публикуват изследвания за бактерии, които са станали устойчиви на последните ни и най-добри антибиотици, цитирайки покачване на смъртните случаи, предизвикани от устойчиви на лекарства бактерии и назовавайки вълната от резистентни заболявания „тихо цунами“, което е тест и заплаха за нашето т.нар. доминиране на планетата.
Еволюцията е болка
Да направим малко отклонение, за да обсъдим един поучителен случай на еволюция, въпреки че технически той се отнася за антивирусните лекарства, а не за антибиотиците (антибактериалните). Историята се отнася до едно от най-ранните изпитания на лечение на HIV с т.нар. азидотимидин (AZT), което в основата си е равностойно на химиотерапия, но за СПИН. AZT е частично нефункционална версия на „Т“ от групата А, C, T и G нуклеотидите на ДНК, който замества здравите T и обърква бързото масово производство на нови вирусни геноми. Разбира се, AZT се „завинтва“ и във всяка добре работеща ДНК клетка, което обяснява защо е толкова ужасно неприятен за пациента.
Изследователите откриват, че тази болка е напразна, най-малкото, когато AZT е се използва самостоятелно. Макар циркулиращите нива на маркерите да се сриват в отговор на въвеждането на AZT, те винаги в крайна сметка се изравнят и бавно се връщат на предишното ниво. След известно време вие просто измъчвате човек с лекарство, което вече няма някакъв ефект. Но, интересното е, че, ако се въведе отново след период на липса на лечение, високите нива на пациента отново спадат – те отново са чувствителни към AZT.
Въпросът защо това е така измъчва изследователите от известно време. Оказва се, че вирусните ензими, които грабят безплатно А, C, T и G и ги добавят към все по-голяма ДНК верига, се нуждаят само от една малка химична модификация, за да не могат да хващат азидотимидина, докато все още са в състояние да хващат здрав тимин. Веднага след като дори един-единствен вирусен геном случайно произведе такъв мутантен ензим, популацията на тази клетка може бързо да зарази повторно домакина с резистентен на AZT щам, свободен от конкуренцията на други, нерезистентни щамове.
Това, което е толкова невероятно в тази история, е, че тази малка химическа модификация, буквално само единична химична група, прибавена към един ензим в сложния жизнен цикъл на вируса, е достатъчна, за да произведе сериозна популация. Причината AZT чувствителността да се връща след известно време е, че ензимите с анти-AZT израстъци по тях винаги изискват повече енергия за изграждане на нова клетка от обикновените AZT уязвими ензими. Когато лекарите завършват лечението с AZT и вече няма смисъл от по-нататъшното му прилагане, тогава за удивително кратък период от време по-ефективните версии успяват да победят своите устойчиви родственици и отново да доминират вирусната популация.
Томографска реконструкция на HIV-1 вирус. Данни от Бригс и др., 2006
Оттук се вижда колко нюанса може да приеме вътрешната еволюция в един организъм. Степента на една промяна, която може да отнеме милиони години, за да се прояви в среда на по-висши геноми при бозайниците, характеризиращи се с дълъг живот и невероятни вътрешни връзки и зависимости, може да се прояви много бързо чрез прости, „бързооборотни“ вирусни геноми.
Смисълът на тази история е, че когато се бориш с развиващ се враг, не можеш да разчиташ на предишните си победи. Оказва се, че най-добрият начин да се използва AZT е с пълно разбиране на това как точно той работи и как не-мислещи генетични роботи ще реагират на него във всеки един случай. По този начин можем да прилагаме AZT и производните им лечения в по-големи схеми, намалявайки отрицателното им въздействие върху пациентите и ограничавайки размера на селективността в еволюцията на самия HIV. Ние можем да се научим да използваме AZT по такъв начин, че да не минираме въздействието му в процеса на лечение, както и нашата собствена безопасност.
Довърши си рецептурния цикъл
Въпреки че се развиват и са способни на селекция (подбор), вирусите технически не са живи. Истинските инфекции от инвазивни видове – бактерии като ешерихия коли или едноклетъчни паразити като тези, които предизвикват малария, често са също толкова упорити. Те могат да имат много по-сложни жизнени цикли и да си проправят път в тялото с подобни на тях, здрави бактериални видове, които не можем да си позволим риска да убием поради страничните увреждания.
Голямата разлика между микробната лекарствена резистентност и вирусната лекарствена резистентност е, че микробите са по-големи, по-сложни и се разпространяват за много по-дълго време. Еволюционните тенденции, които виждаме в един човек в случая на ХИВ и азидотимидин, могат да се видят в бактериалната еволюция, само като се проследи цяла човешка популация в течение на времето. Не лечението на отделни индивиди с AZT е отговорно за създаването на резистентни популации, а леченията, които общественото здравеопазване избира, и реакциите му към полу-регулярните огнища.
Когато вземаме антибиотик, като цяло, ние използваме едно несъвършено лекарство просто, за да унищожим микробната инфекция. Не е нужно да убием 100% от микробите в еднократно лечение – можем да постигнем едно и също нещо, като убиваме 95% от тях отново и отново, и отново.
Първото нещо, което вашият лекар ще ви каже, когато ви предписва антибиотик, е това: „Изпълнете си рецептата“. Причината трябва да е очевидна – колкото по-дълго вземате антибиотик, толкова по-малка е вероятността да има оцелели. Тези оцелели може да бъдат твърде малко на брой, за да предизвикват някакви симптоми, което означава, че може да започнете да се чувствате по-добре, което води до прекратяване на лечението. Някои хора мислят, че трябва да вземат остатъка, в случай, че се разболеят отново.
И не забравяйте, тежестта за отговорното използване на антибиотиците е точно толкова при лекарите колкото и при пациенти. В стремежа си да задоволят всеки пациент, влязъл в кабинета им, лекарите хронично предписват антибиотици за инфекции, които могат лесно да бъдат преборени от здраво тяло. Медицинската професия обаче вече адаптират своите практики и лекарите стават много по-настойчиви в техните указания към пациентите, така че да помогнат за забавяне на прехода към така наречената „пост-антибиотична ера“.
Когато антибиотиците са добре предписани и всеки завърши своя цикъл, резултатите често са изненадващо добри. Това води до смъртта на леко резистентни щамове, които иначе биха могли да оцелеят и преминат към по-нататъшно подобряване на потеклото си. Това спира веригата на еволюционни нововъведения, които биха могли хипотетично да започнат общо, годишно възраждане на заболяването и да го превърнат във всеобхватна криза на общественото здраве.
Широкообхватни последици
Перспективата за резистентни микроби е почти толкова важна за индустрията, колкото и за медицината. Съвременните животновъдни ферми често са буквално фабрики за размножаване на патогенни бактерии, а животните могат да се съхраняват живи и здрави в такива условия само с чести инжекции на антибиотици. Тъй като тези инжекции стават все по-малко ефективни, селскостопанските практики, ще трябва да станат също по-малко ефективни, което означава, че цените ще се покачват и наличностите ще се понижават. В най-лошия случай може също да видим намаляване на безопасността на храните, тъй като земеделските производители ще се опитват да заобикалят правилата и да поддържа старите маржове на печалба.
И все пак съвременната наука дава надежда. Откриват се изцяло нови, високоефективни антибиотици. Освен това молекулярният дизайн и технологиите се движат напред скокообразно, което означава, че развитието на нови ефективни лекарства е все по-лесно. В известен смисъл, въпросът почти със сигурност не е дали имаме техническата възможност за създаване на лечения достатъчно бързо, за да се противопоставим на микробната еволюция, а дали сме в състояние да завършим, произведем, заплатим за, разпространим и администрираме широко тези лечения, преди те вече да са остарели. Ето защо някои виждат „пост-антибиотичната ера“ като ужасяващо, класово разслоено бъдеще, когато уязвимостта ви към заболяване може да бъде продиктувана от вашата икономическа класа.
Само не забравяйте, че има реални стъпки, които можете да предприемете като пациент и че има реална причина да се надяваме, че науката може да коригира и да подобри собствените си практики достатъчно бързо, за да се избегне адът, в който нашите предци са били принудени да живеят.
Можете да възприемете и разумни стъпки като човек, преди да сте станали пациент. А те са всеизвестни – максимално полезно (за предпочитане вегетарианско) хранене, движение (за предпочитане сред природата), добър режим на сън, спокойствие на работа и доброжелателно отношение към хората и животните. Ако повече хора възприемат такъв нормален начин на живот, не само няма да има апокалипсис, но и животът на планетата ще е много по-добър.