ESKAPE - ESKAPE
ESKAPE to akronim zawierający naukowe nazwy sześciu wysoce zjadliwych i opornych na antybiotyki patogenów bakteryjnych, w tym: Enterococcus faecium , Staphylococcus aureus , Klebsiella pneumoniae , Acinetobacter baumannii , Pseudomonas aeruginosa i Enterobacter spp. Ta grupa bakterii Gram-dodatnich i Gram-ujemnych może uniknąć lub „wymknąć się” powszechnie stosowanym antybiotykom ze względu na ich rosnącą oporność wielolekową (MDR). W rezultacie na całym świecie są one główną przyczyną zagrażających życiu zakażeń szpitalnych lub szpitalnych u pacjentów z obniżoną odpornością i krytycznie chorych, którzy są najbardziej zagrożeni. P. aeruginosa i S. aureus to jedne z najbardziej wszechobecnych patogenów w biofilmach występujących w opiece zdrowotnej. P. aeruginosa to Gram-ujemna bakteria w kształcie pałeczki, powszechnie występująca we florze jelitowej, glebie i wodzie, która może być przenoszona bezpośrednio lub pośrednio na pacjentów w placówkach opieki zdrowotnej. Patogen może również rozprzestrzeniać się w innych miejscach poprzez zanieczyszczenie, w tym na powierzchniach, sprzęcie i rękach. Patogen oportunistyczny może powodować infekcje płuc (np. Zapalenie płuc), krwi, dróg moczowych i innych okolic ciała po operacji u hospitalizowanych pacjentów. S. aureus to Gram-dodatnia bakteria o kształcie ziarniaków, występująca w środowisku, na skórze i nosie wielu zdrowych osób. Bakteria może powodować infekcje skóry i kości, zapalenie płuc i inne rodzaje potencjalnie poważnych infekcji, jeśli dostanie się do organizmu. S. aureus zyskał również oporność na wiele antybiotyków, co utrudnia gojenie. Z powodu naturalnych i nienaturalnych presji selekcyjnych i czynników oporność na antybiotyki u bakterii zwykle pojawia się w wyniku mutacji genetycznej lub nabywa genów oporności na antybiotyki (ARG) poprzez poziomy transfer genów - proces wymiany genetycznej, w wyniku którego może się rozprzestrzeniać oporność na antybiotyki.
Jedną z głównych przyczyn wzrostu selekcji pod względem oporności na antybiotyki (ABR) i MDR, która doprowadziła do pojawienia się bakterii ESKAPE, jest gwałtowne nadużywanie antybiotyków nie tylko w służbie zdrowia, ale także w sektorze zwierzęcym i rolniczym. Inne kluczowe czynniki obejmują niewłaściwe użycie i nieodpowiednie przestrzeganie wytycznych dotyczących leczenia. Z powodu tych czynników coraz mniej antybiotyków jest skutecznych w zwalczaniu infekcji bakteryjnych ABR i MDR, podczas gdy w tym samym czasie nie powstają nowe antybiotyki z powodu braku funduszy. Te patogeny ESKAPE, wraz z innymi bakteriami opornymi na antybiotyki, stanowią przeplatane globalne zagrożenie dla zdrowia i są rozpatrywane z bardziej holistycznej perspektywy One Health .
Rozpowszechnienie
Z perspektywy globalnej pojawienie się bakterii wielolekoopornych (MDR) jest odpowiedzialne za około 15,5% przypadków zakażeń szpitalnych, a obecnie jest około 0,7 miliona zgonów z powodu chorób lekoopornych. W szczególności oportunistyczne patogeny szpitalne ESKAPE mają największe ryzyko śmiertelności, przy czym większość ich izolatów to MDR. Dwa patogeny z grupy ESKAPE, oporne na karbapenemy Acinetobacter i oporne na karbapenemy Enterobacteriaceae znajdują się obecnie w pierwszej piątce bakterii opornych na antybiotyki na liście pilnych zagrożeń CDC w 2019 r., A pozostałe 4 patogeny tworzące grupę znajdują się na liście poważnych zagrożeń . Ponadto Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) stworzyła globalną listę priorytetowych patogenów (PPL) bakterii ABR w celu ustalenia priorytetów badań i stworzenia nowych skutecznych antybiotyków. Globalna PPL klasyfikuje patogeny na 3 kategorie, krytyczną, wysoką i średnią, i ma 4 patogeny z grupy ESKAPE na liście o krytycznym priorytecie oraz 2 pozostałe patogeny, które tworzą grupę na liście o wysokim priorytecie.
Charakterystyka
Patogeny ESKAPE różnią się od innych patogenów ze względu na ich zwiększoną oporność na powszechnie stosowane antybiotyki, takie jak penicylina , wankomycyna , karbapenemy i inne. Ta zwiększona oporność, w połączeniu z klinicznym znaczeniem tych bakterii w medycynie, powoduje konieczność zrozumienia ich mechanizmów oporności i zwalczania ich za pomocą nowatorskich antybiotyków. Typowe mechanizmy oporności obejmują produkcję enzymów, które atakują strukturę antybiotyków (na przykład β-laktamazy inaktywujące antybiotyki β-laktamowe ), modyfikację miejsca docelowego, do którego antybiotyk jest skierowany, aby nie mógł już prawidłowo wiązać, pompy wypływu, i produkcja biofilmu . Pompy wypływowe to cecha błony bakterii Gram-ujemnych, która umożliwia im ciągłe wypompowywanie obcego materiału, w tym antybiotyków, tak, że wnętrze komórki nigdy nie zawiera wystarczająco wysokiego stężenia leku, aby wywołać efekt. Biofilmy to mieszanina różnych społeczności drobnoustrojów i polimerów, które chronią bakterie przed leczeniem antybiotykami, działając jako bariera fizyczna.
Zagrożenia kliniczne
Ze względu na zwiększoną oporność na często stosowane antybiotyki, patogeny te stanowią dodatkowe zagrożenie dla bezpieczeństwa ogółu populacji, zwłaszcza tych, którzy często wchodzą w interakcje ze środowiskami szpitalnymi, ponieważ najczęściej przyczyniają się do zakażeń szpitalnych (HAI) . Profil zwiększonej oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe tych patogenów jest różny, jednak wynikają one z podobnych przyczyn. Jedną z częstych przyczyn oporności na antybiotyki jest nieprawidłowe dawkowanie. Kiedy przepisywana jest dawka subterapeutyczna lub pacjent decyduje się na stosowanie mniejszej ilości przepisanego antybiotyku, bakterie mają możliwość dostosowania się do leczenia. Przy niższych dawkach lub gdy kuracja antybiotykowa nie jest zakończona, niektóre szczepy bakterii wytwarzają szczepy lekooporne w procesie naturalnej selekcji. Wynika to z losowych mutacji genetycznych, które stale występują w wielu formach żywych organizmów, w tym bakterii i ludzi. Dobór naturalny wspiera trwałość szczepów bakterii, które rozwinęły pewną mutację, która pozwala im przetrwać. Niektóre szczepy mogą również uczestniczyć w poziomym transferze genów między szczepami , umożliwiając im przekazywanie genów odporności z jednego patogenu na inny. Może to być szczególnie problematyczne w przypadku zakażeń szpitalnych , gdzie bakterie są stale narażone na działanie antybiotyków, a te, które odnoszą korzyści z oporności w wyniku przypadkowych mutacji genetycznych, mogą dzielić tę oporność z bakteriami z obszaru, które jeszcze nie rozwinęły tej oporności samodzielnie.
Profile bakteryjne
Enterococcus faecium
Enterococcus faecium to Gram-dodatnie bakterie o kulistym kształcie ( coccus ), które zwykle występują w parach lub łańcuchach, najczęściej zaangażowane w HAI u pacjentów z obniżoną odpornością. Często wykazuje oporność na antybiotyki beta-laktamowe, w tym penicylinę i inne antybiotyki ostatniej szansy. Nastąpił również wzrost liczby szczepów enterokoków opornych na wankomycynę (VRE) , w tym wzrost oporności E. faecium na wankomycynę, zwłaszcza wankomycynę-A. Te odporne na wankomycynę szczepy wykazują głęboką zdolność do rozwoju i dzielenia się swoją opornością poprzez poziomy transfer genów, a także kodują czynniki wirulencji, które kontrolują fenotypy. Te fenotypy wirulencji obejmują zarówno grubsze biofilmy, jak i umożliwianie im wzrostu w różnych środowiskach, w tym w urządzeniach medycznych, takich jak cewniki moczowe i protezy zastawek serca w organizmie. Grubsze biofilmy działają jak „tarcza mechaniczna i biochemiczna”, która chroni bakterie przed antybiotykami i są najskuteczniejszym mechanizmem ochronnym bakterii przed leczeniem.
Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus to Gram-dodatnia, okrągła bakteria ( coccus ), powszechnie występująca jako część mikrobioty ludzkiej skóry i zazwyczaj nie jest szkodliwa dla ludzi z bezkompromisowym układem odpornościowym w tych środowiskach. Jednak S. aureus ma zdolność wywoływania infekcji, gdy dostanie się do części ciała, w których zwykle nie zamieszkuje, takich jak rany. Podobnie jak E. faecium , S. aureus może również powodować infekcje na implantowanych urządzeniach medycznych i tworzyć biofilmy, które utrudniają leczenie antybiotykami. Ponadto około 25% szczepów S. aureus wydziela egzotoksynę TSST-1 odpowiedzialną za wywołanie zespołu wstrząsu toksycznego . S. aureus oporny na metycylinę lub MRSA obejmuje szczepy różniące się od innych szczepów S. aureus tym, że rozwinęły one oporność na antybiotyki β-laktamowe . Niektóre wyrażają również egzotoksynę , o której wiadomo, że wywołuje „martwiczo-krwotoczne zapalenie płuc” u osób cierpiących na infekcję. Wankomycyna i podobne antybiotyki są zazwyczaj pierwszym wyborem do leczenia zakażeń MRSA, jednak z tego opornego na wankomycynę szczepu S. aureus lub VRSA (VISA dla tych ze średnią opornością) wyłoniły się szczepy.
Klebsiella pneumoniae
Klebsiella pneumoniae jest bakterią Gram-ujemną w kształcie pałeczki ( Bacillus ), która jest szczególnie zdolna do przyjmowania genów oporności w poziomym transferze genów. Jest również powszechnie odporny na traktowanie fagocytów ze względu na gruby biofilm z silną adhezją do sąsiednich komórek. Niektóre szczepy opracowały również β-laktamazy, które pozwalają im być opornymi na wiele powszechnie stosowanych antybiotyków, w tym na karbapenemy , co doprowadziło do powstania opornych na karbapenemy K. pneumoniae (CRKP), dla których opracowywanych jest bardzo niewiele antybiotyków. które mogą leczyć infekcję.
Acinetobacter baumannii
Acinetobacter baumannii występuje najczęściej w szpitalach, co pozwoliło na rozwój oporności na wszystkie znane środki przeciwdrobnoustrojowe. Bakterii Gram-ujemnych, krótki pręt w kształcie ( pałeczka ) A. baumannii ro? W wielu środowiskach unaccommodating ze względu na tolerancję na różne temperatury, pH , poziom składników pokarmowych, jak i suchym. Gram-ujemne aspekty powierzchni błony A. baumannii, w tym pompa wypływowa i błona zewnętrzna, zapewniają jej szerszy zakres oporności na antybiotyki. Ponadto niektóre problematyczne szczepy A. baumannii są w stanie nabyć rodziny pomp wypływowych z innych gatunków i często jako pierwsze wytwarzają nowe β-laktamazy w celu poprawy oporności na β-laktam.
Pseudomonas aeruginosa
Gram-ujemne bakterie w kształcie pałeczek ( Bacillus ) Pseudomonas aeurginosa to wszechobecny degradator węglowodorów, który jest w stanie przetrwać w ekstremalnych środowiskach, a także w glebie i wielu innych środowiskach. Ze względu na tę wszechstronność dość dobrze przeżywa w płucach pacjentów cierpiących na mukowiscydozę w późnym stadium (CF). Korzysta również z tych samych, wcześniej wspomnianych, czynników oporności na bakterie Gram-ujemne, co A. baumannii. Istnieją również mutanty P. aeurginosa z regulowanymi w górę pompami wypływowymi, które sprawiają, że znalezienie skutecznego antybiotyku lub detergentu jest niezwykle trudne. Istnieją również szczepy P. aeruginosa oporne na wiele leków (MDR) , które wykazują ekspresję β-laktamaz, a także regulowane w górę pompy wypływowe, co może szczególnie utrudniać leczenie.
Enterobacter
Enterobacter obejmuje rodzinę bakterii Gram-ujemnych w kształcie pałeczek ( Bacillus ). Niektóre szczepy powodują infekcje dróg moczowych (ZUM) i krwi oraz są oporne na terapie wielolekowe, co stawia populację ludzką w krytycznej potrzebie opracowania nowych i skutecznych terapii antybiotykowych. Kolistyna i tygecyklina to dwa jedyne antybiotyki stosowane obecnie w leczeniu i wydaje się, że nie są opracowywane żadne inne realne antybiotyki. U niektórych gatunków Enterobacter zaobserwowano 5- 300-krotny wzrost minimalnego stężenia hamującego po ekspozycji na kilka stopniowo rosnących stężeń chlorku benzalkoniowego (BAC) . Inne bakterie Gram-ujemne (w tym Enterobacter , ale także gatunki Acinetobacter, Pseudomonas, Klebsiella i inne) również wykazywały podobną zdolność przystosowania się do środka dezynfekującego BAC.
Jeden problem zdrowotny
Patogeny ESKAPE i bakterie ABR ogólnie są wzajemnie powiązanym globalnym zagrożeniem dla zdrowia i wyraźnym problemem „ Jedno zdrowie ”, co oznacza, że mogą rozprzestrzeniać się i wpływać na środowisko, sektory zwierząt i ludzi. Jako jedno z największych globalnych wyzwań zdrowotnych , zwalczanie wysoce odpornych i oportunistycznych patogenów ESKAPE wymaga podejścia „Jedno zdrowie”. One Health to podejście transdyscyplinarne, które obejmuje uwzględnianie skutków zdrowotnych z wielopłaszczyznowej i interdyscyplinarnej perspektywy dla ludzi, zwierząt i środowiska na poziomie lokalnym, krajowym i globalnym. Korzystanie z tych ram i sposobu myślenia ma kluczowe znaczenie w zwalczaniu i zapobieganiu rozprzestrzenianiu się i rozwojowi patogenów ESKAPE (w tym ogólnie ABR), przy jednoczesnym zajęciu się istotnie powiązanymi czynnikami społeczno-ekonomicznymi, takimi jak nieodpowiednie warunki sanitarne.