Úvod do problematiky antimikrobiální rezistence

Co je antimikrobiální rezistence?

Antimikrobiální rezistence (AMR) je schopnost bakterií, odolávat účinku antibiotik (ATB), tj. přírodních nebo syntetických látek, jejichž účelem je usmrtit nebo zastavit růst bakterií, které mohou způsobovat infekční onemocnění. Bakterie se, stejně jako každý jiný organismus, snaží přežít, a tedy najít způsob, jak se negativnímu účinku antibiotik vyhnout. Za pomoci různých mechanismů se tak původně citlivé bakterie stávají k působení antibiotik částečně nebo zcela odolné = rezistentní.

Kde se antimikrobiální rezistence vzala?

Hlavní příčinou vzniku a šíření AMR je nadměrný kontakt bakterií s antibiotiky, způsobený jejich nesprávným užíváním a výskyt reziduí antibiotik v prostředí. V klinickém sektoru přispívá ke vzniku AMR užívání širokospektrých antibiotik, které působí proti rozsáhlému spektru bakterií, poddávkování doporučených léčebných dávek, které způsobí adaptaci bakterií na nízké hladiny antibiotik a nedůsledná diagnostika původce nemocí, např. léčba virových infekcí antibiotiky. Působení ATB komplikuje také schopnost některých bakterií, včetně E. coli, produkovat širokospektré beta-laktamázy (extended spectrum beta- lactamases=ESBL), které ruší účinnost často používaných ATB (mj. penicilinů a cefalosporinů).

Proč nás antimikrobiální rezistence zajímá?

Ve světě již dlouho kolují nebezpečné rezistentní bakterie, na které nefungují běžná ani rezervní antibiotika. Dokážeme se jim bránit pouze pomocí vyšších dávek nebo jiným druhem antibiotik, kterých je však omezené množství. To pro pacienty může znamenat větší zatížení organismu a více nežádoucích účinků. Navíc…bakterie si opět mohou najít cestu, jak nad antibiotiky zvítězit. V EU každoročně zemře přes 35 000 lidí v souvislosti s AMR!!.

Jaká je role životního prostředí v souvislosti s antimikrobiální rezistencí?

K šíření AMR přispívá vylučování ATB a antibioticky rezistentních bakterií (ARB) do odpadních vod a kontaminované zemědělské odpady. Nadužívání antibiotik v zemědělském sektoru, kde do roku 2006, a v některých zemích mimo EU dosud, bylo praktikováno preventivní podávání ATB chovným zvířatům za účelem urychlení růstu. Dosud málo prozkoumaným zdrojem AMR je vznik nových rezistencí v životním prostředí kontaminovaném antibiotiky.

Řeší se problém antimikrobiální rezistence?

Studiu AMR a dopadům jejího šíření se intenzivně věnuje klinická a veterinární medicína na evropské i světové úrovni. V roce 2019 zařadila WHO AMR mezi deset nejvýznamnějších zdravotních hrozeb, v roce 2022 Evropská komise spolu s členskými státy EU označila AMR za jednu ze tří prioritních zdravotních hrozeb. V červnu 2023 přijaté doporučení Evropské rady o posílení opatření EU pro boj proti antimikrobiální rezistenci v rámci přístupu "Jedno zdraví" nově obsahuje konkrétní cíle, kterých by měl každý členský stát do roku 2030 dosáhnout. Pro ČR jsou zásadní cíle uvedeny ve Strategii Národního antibiotického programu České republiky:

• snížení celkové spotřeby antibiotik o 9 % (ve srovnání s rokem 2019), přičemž alespoň 65 % používaných antibiotik by ve všech státech EU měla tvořit základní, úzkospektrá antibiotika;
• snížení celkové incidence infekcí krevního řečiště, které jsou způsobeny bakteriemi rezistentními vůči antibiotikům, incidence by měla klesnout u meticilin-rezistentních Staphylococcus aureus (MRSA) o 6 %, u Escherichia coli rezistentních k cefalosporinům 3. generace o 5 % a u Klebsiella pneumoniae rezistentních ke karbapenemům o 2 %.

Jaký význam má sledování antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí?

Problematika AMR v životním prostředí donedávna nepatřila mezi prioritní zájmy. Poznatky, prokazující její význam byly akceptovány v roce 2017 ve studii OSN Frontiers 2017. Profesor W. Gaze upozornil, že vypouštění antibiotik do vodního prostředí je přehlíženým problémem, který však může být klíčový při rozvoji rezistentních kmenů. Ten vyvolal příslib řešit AMR napříč sektory, který vyústil v iniciativu “Jedno zdraví”. Riziko spočívá v tom, že většina antibiotik se, v nemetabolizované formě, dostává společně s rezistentními bakteriemi do vody a půdy, kde se setkává s environmentálními bakteriemi a vznikají zde podmínky pro vzájemnou výměnu genetické informace. K přenosu dále přispívají podmínky prostředí a další kontaminanty (těžké kovy, dezinfekční prostředky, aj.), které mohou zvýšit selekční tlak a tím potenciál vzniku velkého množství nových rizikových rezistencí. Byly již prokázány patogenní bakterie s klinicky významnými geny, pocházejícími z životního prostředí. Rezistentní i multirezistentní bakterie, tj. nesoucí rezistenci k více než třem skupinám antibiotik, byly nalezeny ve všech typech vod, včetně podzemních. Kontaminace rezistentními bakteriemi nebo geny rezistence je riziková pro zdroje pitných vod a povrchové vody využívané ke koupání, kde může pravděpodoně dojít k přenosu fekálně-orální cestou do lidského těla. Kontaminace potravinového řetězce AMR může nastat u vod k zavlažování, akvakultur a aplikaci čistírenských kalů a statkových hnojiv na zemědělskou půdu.

Mechanismy možné kontaminace vodního prostředí AMR jsou schematicky znázorněny na Obr. 1.

Jaká je role čistíren odpadních vod?

Vodní prostředí je kontaminováno bakteriemi, včetně rezistentních, primárně přes čistírny odpadních vod (ČOV), které jsou považovány za hot-spot pro šíření AMR ve vodním prostředí. Do ČOV se rezistentní bakterie dostávají spolu s antibiotiky z trávicího a vylučovacího ústrojí člověka, která jsou, v závislosti na jejich stabilitě ve vodním prostředí, přítomna v různém stupni metabolizace. I přes vysokou účinnost stávajících čistírenských technologií, která dosahuje při odstraňování mikrobiálního znečištění hodnot kolem 99 %, je do recipientu uvolňováno velké množství rezistentních bakterií a genů rezistence (ARG). V čištěných komunálních odpadních vodách a odpadních vodách z výroby léčiv vypouštěných do toků je spolu s málo známými produkty jejich rozkladu přítomno také množství antibiotik, která nelze současnými technologiemi odbourat.

Co nám mohou prozradit odpadní vody na přítoku na ČOV?

Odpadní vody na přítocích do ČOV obsahují „dobrovolně“ odevzdané vzorky tělních sekretů od celé populace, napojené na příslušnou ČOV. Jejich analýzou můžeme zjistit, jaká je situace s výskytem AMR v dané oblasti a provést cílená lokální opatření. Dohled nad odpadními vodami je velmi efektivní nástroj, který pří správné interpretaci dat, poskytne nemalé možnosti ke zlepšení stavu.

Jak antimikrobiální rezistenci stanovujeme?

Stanovení je komplikováno existencí velkého množství bakteriálních druhů, velkého počtu antibiotik, možností výskytu multirezistencí a širokého spektra genů rezistence, které se mohou nacházet i mimo buňky. Metody stanovení rozdělujeme na fenotypové (sledují skutečné chování a růst bakterie v přítomnosti antibiotika) a genotypové (hledají přítomnost specifických genů zodpovědných za rezistenci):

• standardní fenotypová metoda stanovení AMR u bakteriálních izolátů je disková difuzní metoda, založená na difuzi/inhibici difuze antibiotika agarovým mediem s vykultivovaným bakteriálním kmenem,
• metoda minimální inhibiční koncentrace (MIC), spočívá v určení nejnižší koncentrace antibiotika, která viditelně zastaví růst bakterie,
• princip polymerázové řetězcové reakce (PCR) je rychlé namnožení a detekce konkrétních úseků DNA/RNA, které kódují rezistenci,
• celogenomové sekvenování (WGS) přečtením kompletní DNA umožní detailně zmapovat všechny přítomné geny rezistence a mutace.

Obr.3-5.: Disková difuzní metoda (absence inhibiční zóny představuje rezistenci na dané antibiotikum)

Proč roste spotřeba antibiotik?

Česko drží krok s globálním průměrem: V ambulantní sféře se pohybujeme kolem 15 dávek (DDD=definovaná denní dávka na 1 000 obyvatel), což je v podstatě totožné s celosvětovým průměrem. Nicméně v nemocničním sektoru máme podle Evropského střediska pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC) jednu z nejvyšších spotřeb v celé Unii! Jsme pod průměrem EU: Evropský průměr v ambulancích je zhruba o 3 dávky vyšší (18,3), což táhnou nahoru jižní státy jako např. Řecko, Kypr, kde jsou antibiotika voně prodejná. Severský a nizozemský přístup: Nizozemsko ukazuje, že s přísnější vládní politikou a edukací pacientů lze držet spotřebu extrémně nízko (9,0), aniž by to ohrozilo zdraví obyvatel.

Rostoucí spotřeba je zaviněna tím, že bakterie mutují a stávají se vůči běžným dávkám léků rezistentní. Když běžné antibiotikum nezabere, lékař musí předepsat delší kúru, vyšší gramáž nebo kombinaci více léků!!

Lze zabránit zhoršování stavu šíření antimikrobiální rezistence?

ANO a to na několika úrovních:

• pacient – nevyžadovat léčbu antibiotiky, když k ní není diagnóza; ATB užívat důsledně podle rad lékaře; nevyhazovat nespotřebovaná ATB do odpadních vod,
• lékař – ATB předepisovat až po důkladné diagnostice původce onemocnění; zvýšit prevenci výskytu nemocničních nákaz zavedením účinných opatření; vést důslednou evidenci,
• zemědělec – ATB předepisovat až po důkladné diagnostice původce onemocnění; dodržovat správnou veterinární praxi,
• politik – nastavit správnou antibiotickou politiku státu; podporovat výzkum v souvisejících oblastech,
• environmentální vědec – studovat výskyt, cesty přenosu a potenciál šíření AMR v životním prostředí ve vztahu k ohrožení zdraví, studovat potenciál vzniku nových rezistencí v přírodním prostředí a jejich rizika.

V úvodu byly použity informace z článku: ZVĚŘINOVÁ MLEJNKOVÁ, H., SOVOVÁ, K., ŠABACKÁ, Š. a ŠMÍDA, A. Problematika antimikrobiální rezistence ve vodním prostředí ČR. Vodohospodářské technicko-ekonomické informace, 2024, roč. 66, č. 6, str. 12–19. ISSN 0322-8916.

K získání informací o spotřebě antibiotik byla využita AI.