ГОНОРЕЯ

УСТОЙЧИВОСТЬ NEISSERIA GONORRHOEAE К АНТИМИКРОБНЫМ ПРЕПАРАТАМ В XXI ВЕКЕ: ПРОШЛОЕ, ЭВОЛЮЦИЯ И БУДУЩЕЕ.

Unemo M., Shafer W. M. Antimicrobial resistance in Neisseria gonorrhoeae in the 21st century: past, evolution, and future. Clinical Microbiology Reviews. 2014;27(3):587–613. doi: 10.1128/cmr.00010-14. - DOI - PMC - PubMed

    Обзор посвящен гонококковой инфекции, рост заболеваемости которой, в последние годы, наблюдается во всем мире.  Отчасти это связано с тем, что   возбудитель заболевания - Neisseria gonorrhoeae- стремительно приобретает устойчивость ко всем существующим антибиотикам, превращаясь в супербактерию.  Особенно тревожным является появление штаммов с множественной лекарственной устойчивостью (MDR - multidrug resistance) и расширенной лекарственной устойчивостью (XDR - extensive drug resistance), включая устойчивость к цефтриаксону, который остается основным препаратом для эмпирической монотерапии гонореи в большинстве клинических случаев.   

   Перспективы развития мультирезистентности гонококка к антимикробным препаратам нельзя недооценивать. Вероятно, эпидемиологическая ситуация осложнится увеличением затрат на лечение, ростом негативного влияния на репродуктивное здоровье людей, необходимостью усиления мониторинга устойчивости бактерии к антибиотикам, а также быстрого и своевременного обновления протоколов лечения.

   Очевидно, для решения проблемы необходимо изучение механизмов развития устойчивости, разработка новых методов генетического тестирования для региональной и персонализированной антибиотикотерапии, создание новых антибиотиков и усиление контроля   использования существующих антимикробных препаратов. 

    При отсутствии/нерацональном лечении, инфекция   может распространяться на верхние отделы половых путей, что может приводить к серьезным репродуктивным осложнениям, как у мужчин, так и у женщин. К таким осложнениям относят: воспалительные заболевания органов малого таза (ВЗОМТ), эпидидимит, орхит, бесплодие, внематочную беременность.  Кроме того, гонорея способствует распространению других инфекций, передаваемых половым путем (ИППП), включая ВИЧ.  

Диагностика гонореи и выявление устойчивости к антибиотикам Neisseria gonorrhoeae

Диагностика гонореи

   Гонорея — это инфекционное заболевание, которое часто протекает бессимптомно, а при наличии симптомов, они обычно носят неспецифический характер. Поэтому для   установления диагноза и проведения контроля излеченности необходимо применение лабораторных методов исследования.  Для диагностики гонореи используются следующие методы:

1. Микроскопическое исследование окрашенных мазков.

    Метод позволяет быстро идентифицировать гонококки, как внутриклеточные диплококки внутри полиморфно-ядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) при использовании методики окраски по Граму или метиленовым синим (увеличение х1000). Этот способ экономичен, имеет высокую чувствительность и специфичность для диагностики симптоматической гонореи у мужчин с выделениями из уретры. Однако микроскопическое исследование не рекомендуется как единственный метод диагностики цервикальной, фарингеальной или аноректальной гонореи, а также для пациентов, не имеющих симптомов заболевания, так как негативный результат не исключает инфекцию из-за низкой чувствительности метода в таких случаях. Важно отметить, что микроскопическое исследование не предоставляет данных об устойчивости к антибиотикам.

2. Культуральная диагностика.

   Этот метод считается "золотым стандартом" диагностики гонореи. Он обеспечивает высокую чувствительность и специфичность.  Это единственный метод, позволяющий проводить определение устойчивости бактерии к антибиотикам.

   Недостатком культуральной диагностики является длительность проведения исследования   и необходимость строгого соблюдения правил сбора, транспортировки и хранения образцов, поскольку гонококк чрезвычайно чувствителен к внешним факторам среды.

3.  Методы амплификации нуклеиновых кислот (МАНК).

    В настоящее время МАНК заменили культуральные методы диагностики для выявления гонококков. Эти тесты имеют много преимуществ: они способны обнаруживать нежизнеспособные гонококки, а их чувствительность выше, чем у других методов, особенно для фарингеальных и ректальных образцов. Кроме того, данные методы тестирования менее требовательны к условиям сбора образцов, отличаются высокой скоростью исполнения, позволяют автоматизировать процесс, а также проводить одновременное выявление нескольких патогенов.

   Однако МАНК имеют и недостатки: они не позволяют проводить тестирование на устойчивость к антибиотикам, кроме того, коммерческие и лабораторные тест-системы  МАНК демонстрируют разную чувствительность и специфичность при обнаружении N. gonorrhoeae. Также следует отметить, что комменсалы рода Neisseria, часто встречающиеся в глотке и прямой кишке (менее часто в урогенитальном тракте), могут иметь генетическую гомологию с N. gonorrhoeae и вызывать ложноположительные результаты.

4. Другие методы.

   В настоящее время специфичные и чувствительные иммунофлуоресцентные, иммуноферментные анализы и экспресс-тесты для эффективного выявления антигена или антител N. gonorrhoeae   для клинической диагностики не используются.

Выявление антимикробной резистентности (АМР) N. gonorrhoeae

  Методы определения AMР включают:

1. Количественный метод разведения на агаре.

    Определяет минимальные ингибирующие концентрации (МИК) антибиотиков и считается "золотым стандартом". Однако этот метод трудоемок, особенно для тестирования небольшого количества штаммов.

2. Количественный Etest для определения МИК

    Часто используется как альтернатива методу разведения на агаре. Он сопоставим по точности, но проще в исполнении.

3. Метод диффузии дисков.

    Позволяет получить качественную оценку AMР. Требует значительного контроля качества для обеспечения воспроизводимости и корректной интерпретации результатов. Рекомендуется только тогда, когда определение МИК невозможно из-за ограниченных ресурсов.

4. Молекулярные методы.

   На данный момент коммерчески доступные МАНК не выявляют никаких детерминант AMР. Однако существуют лабораторные молекулярно-биологические тесты для обнаружения различных генетических детерминант устойчивости, таких как плазмид-опосредованная устойчивость и хромосомно-опосредованная устойчивость к пенициллину, тетрациклину, макролидам, фторхинолонам, карбапенемам. Тем не менее, чувствительность и специфичность этих молекулярных тестов часто недостаточны, особенно для современных антибиотиков, рекомендованных в терапии гонореи, таких как цефалоспорины.

     Продолжающаяся эволюция устойчивости гонококка к цефалоспоринам, связанная с множественными мутациями в разных генах, создает сложности для разработки эффективных генетических тестов для определения AMР.

История применения схем лечения гонореи и эволюция антибиотикорезистентности.

 Доантимикробная эра

      В этот период применялись общие методы лечения, включающие здоровый образ жизни (свежий воздух, правильное питание, отдых, отказ от алкоголя и половой активности). Кроме того, были рекомендованы различные системные средства, такие как бальзамы, химические соединения, гипертермия, а также промывания уретры.

     В конце XIX века в лечении гонореи  активно начали применять специфические антибактериальные средства, такие как соединения мышьяка, сурьмы, висмута, золота, серебра и ртути.  

Антимикробная эра

1. Сульфаниламиды - первые антибактериальные препараты для лечения гонореи. Они были открыты Герхардом Домагком (Gerhard Domagk)  в 1935 году.  Сульфаниламиды изначально были эффективны в 80–90% случаев гонореи, однако к 1944 году многие штаммы гонококка стали проявлять устойчивость к препарату. К концу 1940-х годов более 90% изолятов гонококков оказались устойчивыми в условиях in vitro.

2. Пенициллин был открыт Александром Флемингом (Alexander Fleming) в 1928 году. Первое документированное использование препарата для лечения гонореи зафиксировано в 1943 году. Пенициллин заменил сульфаниламиды, как препараты первой линии.  Его эффективность превышала 95% при дозах всего 45 мг. Со временем минимальные ингибирующие концентрации   пенициллина против ряда штаммов гонококка увеличились ввиду развития генетических факторов устойчивости. В 1976 году были выявлены два типа плазмид, кодирующих бета-лактамазу, вызывающую высокую устойчивость к пенициллину. К началу 1980-х годов пенициллин был исключен из рекомендаций в качестве первой линии терапии.

3. Тетрациклины. Первый представитель этой группы – хлортетрациклин (ауреомицин) был открыт в 1945 году Бенджамином Минге Дуггаром (Benjamin Minge Duggar). Тетрациклины применяли в основном для лечения пациентов с непереносимостью пенициллина. Показатели МИК тетрациклинов в отношении гонококка увеличивались со временем, также из-за развития хромосомных факторов устойчивости. В середине 1980-х годов появилась детерминанта «tetM», вызывающая высокую устойчивость к тетрациклинам. К 1986 году тетрациклины были также исключены из рекомендаций в США и в других странах.

4. Спектиномицин. Впервые синтезирован в начале 1960-х годов как специфическое средство против гонореи. Спектиномицин стал часто использоваться для лечения гонореи после появления плазмидной устойчивости гонококка к пенициллину. В 1967 году был зафиксирован первый случай устойчивости к спектиномицину в Нидерландах. В 1980-х годах наблюдался рост случаев выявления резистентных штаммов гонококка, что привело к отказу от использования спектиномицина в качестве монотерапии.

5. Хинолоны. Синтетические хинолоны были открыты Джорджем Лешером (George Lesher) и его коллегами как побочный продукт производства хлорохина в 1960-х годах, а хинолоновая налидиксовая кислота была рекомендована для лечения инфекций мочевыводящих путей. Фторхинолоны (ципрофлоксацин и офлоксацин) широко использовали для лечения гонореи с середины 1980-х годов. Однако, уже к 1990 году появились случаи неэффективности ципрофлоксацина. В 2007 году фторхинолоны были полностью исключены из рекомендаций Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC).

6. Макролиды. Эритромицин был выделен из   микроорганизма Streptomyces erythraeus в 1952 году, а его производное — азитромицин- был синтезирован в 1980 году.  Эритромицин оказался недостаточно эффективным для лечения гонореи, при этом азитромицин показал значительно большую активность против N. gonorrhoeae, но к концу 1990-х годов появились случаи устойчивости к нему, особенно в Латинской Америке. В настоящее время азитромицин не рекомендуется в качестве монотерапии гонореи из-за риска быстрого развития резистентности.

7. Цефалоспорины. Первые цефалоспориновые соединения были выделены из культур грибка Cephalosporiumacremonium, впервые обнаруженного Джузеппе Бротцу (Giuseppe Brotzu) в 1948 году. Химические модификации этих и подобных соединений привели к появлению первого противомикробного средства этой группы- цефалотина, выпущенного в 1964 году. На данный момент наиболее распространенными препаратами этой группы для лечения гонореи являются цефтриаксон и цефиксим.  Устойчивость к цефалоспоринам начала развиваться сначала в Японии, а затем распространилась по всему миру. В последние годы во всем мире наблюдаются случаи неэффективности цефиксима и  относительно немногочисленные случаи неэффективности цефтриаксона, особенно при фарингеальной гонорее. Были выявлены XDR-штаммы (экстремально устойчивые) гонококка в Японии, Франции и Испании.

   Механизмы антимикробной резистентности у Neisseria gonorrhoeae

   Neisseria gonorrhoeae – обладает высокой способностью к генетическим изменениям, что позволяет бактерии быстро адаптироваться к изменениям в окружающей среде и выживать в агрессивных условиях человеческого организма. В результате этого патоген приобрел или развил практически все известные механизмы антимикробной резистентности ко всем рекомендованным и используемым для лечения препаратам.

Основные механизмы антимикробной резистентности Neisseria gonorrhoeae

- Разрушение или модификация антибиотиков ферментами.

- Изменение или защита мишеней, что снижает аффинность антимикробных веществ к их целевым молекулам.

- Снижение поступления антибиотиков через клеточные мембраны.  

- Увеличение выведения (эффлюкса) антибиотиков с использованием активных транспортных систем - эффлюксных насосов.

    N. gonorrhoeae обладает способностью к горизонтальному переносу генов – трансформации (захвату частичных или целых генов) и их рекомбинации в собственный геном. Эта способность сохраняется на протяжении всего жизненного цикла бактерии. Кроме того, бактерия способна мутировать под воздействием антимикробных препаратов, что позволяет штаммам гонококка быстро адаптироваться и выживать.

   Комменсальные виды Neisseria часто обитают в ротоглотке и могут служить резервуаром генов АМР, так как часто подвергаются воздействию антимикробных препаратов.

     Гены устойчивости комменсалов могут передаваться патогену N. gonorrhoeae путем горизонтального переноса, особенно при бессимптомных фарингеальных инфекциях.  

 Антибактериальная резистентность и способность гонококка приспосабливаться   

   Гонококки демонстрируют уникальную способность сохранять антимикробную резистентность даже без явного воздействия антибиотиков благодаря компенсаторным мутациям и механизмам, которые не только поддерживают, но и повышают способность гонококка приспосабливаться   к антибиотикам.  Это объясняет, почему резистентные штаммы продолжают преобладать глобально, даже после того, как многие антибиотики были исключены из рекомендованного лечения. Следует отметить, что другие факторы, такие как широкое использование антибиотиков в популяции, также создают фоновое давление, поддерживающее распространение резистентности гонококка к антибиотикам.

Влияние окружающей среды на устойчивость гонококков к антибактериальным препаратам

Гонококки обладают способностью адаптироваться к стрессовым факторам, изменяя экспрессию генов, связанных с метаболизмом и структурой клеточной оболочки. Эти изменения могут значительно влиять на развитие устойчивости к антимикробным препаратам.  

 Пути адаптации включают следующие механизмы:

1. Регуляция эффлюксной помпы MtrCDE:
2.  Дефицит железа, способствующий повышению экспрессии генов, связанных с метаболизмом и устойчивостью к антимикробным препаратам.
3. Присутствие полиаминов (спермина и спермидина) в мужском генитальном тракте, защищает бактерии от комплемент-опосредованного уничтожения и катионных антимикробных пептидов.
4. Образование биопленок: гонококки способны образовывать биопленки, что повышает их устойчивость к антимикробным препаратам.

   Таким образом, адаптация N. gonorrhoeae к изменениям окружающей среды, включая уровни железа и наличие полиаминов, способствует их устойчивости к антимикробным препаратам и выживанию в организме хозяина. Это подчеркивает необходимость учитывать экологические условия при разработке новых методов лечения гонореи.

Международные меры по борьбе с эволюцией устойчивости к антибиотикам и возможным возникновением гонореи, устойчивой к антибактериальной терапии

   Эволюция антимикробной резистентности    гонококка, особенно развитие устойчивости к цефтриаксону, вызывает серьезную международную обеспокоенность.  В конечном счете, это может привести к появлению гонококковой инфекции, полностью устойчивой к антибактериальной терапии.

    В этой связи, в настоящее время, для лечения неосложненной гонореи рекомендуется комбинированная терапия двумя антибиотиками:

1.  Внутримышечное введение цефтриаксона (250 мг или 500 мг в однократной дозе).
2. Пероральный прием азитромицина (1 г или 2 г) или доксициклина (100 мг дважды в день в течение 7 дней).

   Эта схема также эффективна против сопутствующих инфекций, таких как Chlamydia trachomatis.

   Учитывая текущую неблагоприятную ситуацию, ВОЗ в начале 1990-х годов опубликовала глобальный план действий для контроля и снижения распространения  мультирезистентных штаммов Neisseria gonorrhoeae (Global Gonococcal Antimicrobial Surveillance Programme — GASP), который был дополнен и обновлен  в 2009 году, аЦентр профилактики и контроля заболеваний США (CDC) и Европейский центр предотвращения и контроля заболеваний (ECDC) разработали региональные планы реагирования на проблему. Эти планы включают в себя усиление мониторинга AMР и случаев неудач лечения гонореи на местном, национальном и международном уровнях.  

 Также международными экспертами подчеркивается необходимость применения комплексного подхода к проблеме:  

1. Снижение общей заболеваемости гонореей, особенно среди лиц с рискованным сексуальным поведением (например, работников секс-индустрии и мужчин, практикующих половые контакты с мужчинами).
2. Улучшение ранней диагностики заболевания, а также обследование и лечение половых контактов пациента. 
3. Обеспечение надлежащего режима применения антибактериальных препаратов, контроль их качества и доступности.
4. Повышение осведомленности о существующей проблеме среди специалистов-

микробиологов, эпидемиологов, клиницистов.

5.  Активизация научных исследований для поиска и разработки альтернативных стратегий лечения, а также создания новых препаратов для борьбы с гонореей.

   Будущие перспективы лечения гонореи

 В настоящее время рекомендуемым стандартом лечения гонореи является комбинированная терапия цефтриаксоном и азитромицином.  Этот подход был принят в США и Европе и считается высокоэффективным, однако существует несколько ключевых проблем, которые ставят под сомнение долгосрочную эффективность этой стратегии:

- Глобальное снижение чувствительности Neisseria gonorrhoeae к цефтриаксону.

- Распространение резистентности гонококка к азитромицину, особенно в регионах, где этот препарат широко используется.

- Циркуляция штаммов N. gonorrhoeae с высокой резистентностью к азитромицину (MИК ≥ 256 мг/мл) и уменьшенной чувствительностью к цефтриаксону.

 - Недоступность комбинированной терапии гонореи в условиях ограниченных ресурсов, что увеличивает риск распространения устойчивых штаммов.

 Альтернативные варианты лечения

1) Гентамицин + азитромицин

    В рамках многоцентрового клинического исследования была оценена комбинация гентамицина (240 мг внутримышечно) и азитромицина (2 г перорально). Результаты показали микробиологическое излечение у 100% пациентов, однако частота побочных эффектов была относительно высокой.

2) Гемифлоксацин + азитромицин

    Комбинация гемифлоксацина (320 мг перорально) и азитромицина (2 г перорально) также продемонстрировала высокую эффективность (99,5%). Данный режим терапии также сопровождался значительным количеством побочных эффектов.

3) Использование гентамицина в Малави

    В Малави гентамицин использовался, как препарат первой линии терапии в течение 20 лет без развития значимой резистентности in vitro. Однако его применение было ограничено синдромальным подходом к терапии урогенитальных инфекций.  

 Новые препараты и потенциальные подходы

1. Солитромицин

   Новый пероральный фторкетолид демонстрирует высокую активность in vitro в отношении гонококк, включая штаммы, устойчивые к расширенному спектру цефалоспоринов.  Однако штаммы с высокой резистентностью к азитромицину также проявляют устойчивость к солитромицину.

2.  Эртапенем

    Препарат показывает высокую in vitro активность против гонококка, включая штаммы с множественной резистентностью (MDR) и экстремальной резистентностью (XDR). Тем не менее, определенные механизмы резистентности (например, мозаичные аллели penA, mtrR, penB) могут снижать его эффективность. Возможно, эртапенем будет полезен, как часть комбинированной терапии или, как альтернативная терапия при резистентности к цефтриаксону.

3. Тигециклин

    Дериват тетрациклинов, показывающий высокую активность in vitro, но применение препарата для лечения инфекций мочевыводящих путей ограничено из-за  специфического пути выведения (препарат выводится через желчевыводящие пути). 

4. Эравациклин.

   Синтетический аналог тетрациклинов, эффективный против резистентных штаммов гонококков.

5. Далбавансин.

   Полусинтетический липогликопептид с мощной активностью против некоторых изолятов N. gonorrhoeae.

6. SM-295291 и SM-369926. 

Новые карбапенемы, демонстрирующие высокую активность in vitro.

7. Аварофлоксацин и делафлоксацин. 

Новые фторхинолоны, эффективные против резистентных изолятов.  

    В качестве инновационных подходов в лечении гонореи планируется:

- поиск новых мишений для терапии и альтернативных механизмов действия 

- проведение фундаментальных исследований (геномных, транскриптомных и протеомных)

  Знания, которые потенциально могут быть получены в ходе проведения этих исследований, необходимы для уменьшения распространения существующих и предотвращения появления новых штаммов гонококка, устойчивых к антимикробным препаратам.