Αντοχή των Μικροβίων

Η χρήση της αντιμικροβιακής θεραπείας έχει αποφέρει αδιαμφισβήτητα οφέλη στα άτομα και στην κοινωνία. Λοιμώξεις που ήσαν συχνά θανατηφόρες, π.χ. φυματίωση, δυσεντερία, χολέρα, πνευμονία, εντερικές νόσοι, έγινε δυνατόν να θεραπευθούν. Επιπρόσθετα, έγινε δυνατή η εφαρμογή ισχυρής ανοσοκατασταλτικής θεραπείας σε περιπτώσεις καρκίνου ή απόρριψης μοσχευμάτων, αφού έγινε δυνατή η καταστολή, ή η θεραπεία συνοδών λοιμώξεων.

Παρά τα μεγάλα οφέλη, η χρήση της αντιμικροβιακής θεραπείας έχει και κάποιες δυσμενείς συνέπειες για τους ασθενείς. Όπως και με κάθε άλλη θεραπεία, είναι δυνατόν να παρατηρηθούν παρενέργειες, όπως αλλεργικές αντιδράσεις ή βλάβες σε λειτουργίες οργάνων, π.χ. του ήπατος, των νεφρών. Επίσης, η χρήση των αντιβιοτικών είναι δυνατόν να έχει και δυσμενείς συνέπειες εκτός του αρρώστου. Μπορεί να οδηγήσει στην επιλογή αντοχής για τον μικροβιακό πληθυσμό που προκαλεί τη λοίμωξη και για τον οποίο χορηγείται. Ενίοτε μεμονωμένα βακτηριακά κύτταρα μπορεί να αποκτήσουν αντοχή σε κάποιο αντιβιοτικό είτε σαν αποτέλεσμα μετάλλαξης είτε με απόκτηση γονιδίων αντοχής από κάποιο άλλο ανθεκτικό μικροοργανισμό. Παρουσία του αντιβιοτικού, τα ανθεκτικά κύτταρα πολλαπλασιάζονται εις βάρος των ευαίσθητων, περιπλέκοντας τη θεραπεία του ασθενούς και προκαλώντας δυσμενείς συνέπειες ευρύτερα για το κοινωνικό σύνολο, καθώς διασπείρονται στο περιβάλλον. Το τελικό αποτέλεσμα είναι τα αντιβιοτικά να χάνουν την αποτελεσματικότητά τους στη διάρκεια του χρόνου, σε αντίθεση με άλλες μορφές φαρμάκων.

Επιπρόσθετα, η εύκολη χρήση των αντιβιοτικών με τόσο επιτυχή αποτελέσματα συνετέλεσε στη συχνή χρησιμοποίησή τους. Η χρήση τους προφυλακτικά τόσο στους ανθρώπους όσο και στα ζώα είχε τελικά αρνητικό αποτέλεσμα συνολικά στην αντιβιοτική θεραπεία.

Στα τέλη της δεκαετίας του 1920 ο Alexander Fleming παρατήρησε τις αντιμικροβιακές ιδιότητες της πενικιλίνης, που ήταν προϊόν του μύκητα Penicillium. Στα μέσα της δεκαετίας του 1940 οι Ernst Chain και Howard Florey κατόρθωσαν να παραλάβουν την ουσία αυτή σε μεγάλες ποσότητες. Σε σχετικά όμως μικρό χρονικό διάστημα, τη δεκαετία του 1950, παρατηρήθηκε αντοχή στην πενικιλίνη από τον Staphylococcus aureus. Στις αρχές της δεκαετίας του 1960 παρατηρήθηκε αντοχή σε στελέχη Neisseria gonorrhoeae και Srteptococcus pneumoniae. Τις δεκαετίες του 1980 και 1990 παρατηρήθηκε αντοχή στις ημισυνθετικές πενικιλίνες (methicillin) από τον Staphylococcus aureus και από τους κοαγκουλάση (-) σταφυλόκοκκους.

Τη δεκαετία του 1980 παρατηρήθηκε αυξανόμενη αντοχή σε ευρέως φάσματος αντιβιοτικά στα Enterobacteriaceae και στην Pseudomonas aeruginosa. Τη δεκαετία του 1990 εμφανίστηκαν πολυανθεκτικά στελέχη Mycobacterium tuberculosis, ανθεκτικά στη βανκομυκίνη στελέχη εντεροκόκκων.

Η Ελλάδα συγκαταλέγεται στις ευρωπαϊκές χώρες με τα υψηλότερα επίπεδα μικροβιακής αντοχής κυρίως στον νοσοκομειακό χώρο και για συγκεκριμένα είδη μικροβίων, όπως είναι τα ανθεκτικά στις καρβαπενέμες Gram αρνητικά παθογόνα, ενώ είναι πρώτη στη συνολική κατανάλωση αντιμικροβιακών παραγόντων. Όσον αφορά την κοινότητα, τα κυριότερα παθογόνα, η αντοχή των οποίων σε βασικές κατηγορίες αντιβιοτικών είναι σημαντική, είναι ο Srteptococcus pneumoniae και η E.coli. Βασικές κατηγορίες αντιβιοτικών, όπως η πενικιλίνη και οι μακρολίδες, λόγω της σημαντικής αντοχής δεν επιτρέπουν τη χρήση των φαρμάκων αυτών ως μονοθεραπεία σε σοβαρές λοιμώξεις, όπως είναι η πνευμονία της κοινότητας. Για την E.coli συγκριτικά στοιχεία πολυκεντρικής μελέτης αναδεικνύουν από το 2005 έως το 2012 σημαντική αύξηση της αντοχής στις κινολόνες για στελέχη που προκαλούν μη επιπεπλεγμένη κυστίτιδα, καθώς και για το σύνολο των στελεχών που απομονώθηκαν από ασθενείς με ουρολοίμωξη κοινότητας.

Για τη χορήγηση επομένως του κατάλληλου αντιμικροβιακού μετά την απομόνωση των περισσότερων βακτηρίων από κλινικά δείγματα είναι απαραίτητος ο προσδιορισμός της ευαισθησίας στα αντιβιοτικά. Ο ακριβής προσδιορισμός της ευαισθησίας του μικροοργανισμού στα αντιβιοτικά επιτρέπει την επιδημιολογική μελέτη των μεταβολών της ευαισθησίας και της εμφάνισης νέων μηχανισμών αντοχής σε ένα περιβάλλον όπως νοσοκομείο, Μονάδα Εντατικής Θεραπείας ή στην ευρύτερη γεωγραφική περιοχή. Οι πλέον συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι προσδιορισμού της ευαισθησίας στα αντιβιοτικά in vitro είναι η μέθοδος διάχυσης των αντιβιοτικών (Kirby-Bauer Disk Diffusion Test) και ο προσδιορισμός της ελάχιστης ανασταλτικής πυκνότητας (MIC).

Kirby-Bauer Disk Diffusion Test: Στη μέθοδο διάχυσης των αντιβιοτικών, δίσκοι εμποτισμένοι με αντιβιοτικό τοποθετούνται στην επιφάνεια θρεπτικού υλικού, στο οποίο ενσωματώνεται κατάλληλο εναιώρημα του υπό μελέτη μικροοργανισμού. Η απάντηση του μικροοργανισμού εκφράζεται με τη δημιουργία ζώνης αναστολής της μικροβιακής ανάπτυξης γύρω από το σημείο τοποθέτησης του δίσκου. Η σύγκριση της μέτρησης της ζώνης αναστολής γίνεται με τις υπάρχουσες τιμές σε ερμηνευτικούς πίνακες του διεθνώς αναγνωρισμένου οργανισμού Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI), οι οποίοι έχουν προκύψει κατόπιν συσχέτισης των ζωνών αναστολής με την ελάχιστη ανασταλτική πυκνότητα (MIC) στελεχών. Το αποτέλεσμα είναι ποιοτικό και επιτρέπει την κατηγοριοποίηση του μικροοργανισμού σε ευαίσθητο, μέτρια ευαίσθητο και ανθεκτικό, δίνοντας στον κλινικό γιατρό τη δυνατότητα επιλογής της κατάλληλης θεραπείας. Το αποτέλεσμα δίδεται σε 18-24 h.

Minimum Inhibitory Concentration: Η ιστορία της MIC μπορεί να αναχθεί στην αρχική επιστημονική εργασία του Fleming για την πενικιλίνη με καλλιέργειες του στελέχους Penicillium. Στην εργασία αυτή έγινε αναφορά στη χρήση υποδιπλάσιων αραιώσεων του αντιμικροβιακού παράγοντα σε ζωμό, προκειμένου να μετρηθεί η δραστηριότητά του σε διάφορα μικροβιακά στελέχη, παρατηρώντας τη θολερότητα του ζωμού.

Ο προσδιορισμός της ελάχιστης ανασταλτικής πυκνότητας (MIC) στηρίζεται στην έκθεση τυποποιημένου μικροβιακού εναιωρήματος (1-5Χ105 CFU/mL) σε διαφορετικές συγκεντρώσεις του αντιβιοτικού (γίνονται υποδιπλάσιες αραιώσεις του αντιβιοτικού είτε σε σωληνάρια είτε σε πλάκα μικροτιτλοποίησης). Η μικρότερη συγκέντρωση αντιβιοτικού που δεν επιτρέπει την ανάπτυξη του μικροοργανισμού καλείται ελάχιστη ανασταλτική πυκνότητα (MIC – Minimum Inhibitory Concentration). Tο αποτέλεσμα της MIC είναι ποσοτικό και δείχνει τον βαθμό της ευαισθησίας του μικροοργανισμού – ιδιαίτερα απαραίτητο σε λοιμώξεις που απαιτείται μακροχρόνια θεραπεία ή σε περιπτώσεις που απαιτείται παρατεταμένη ή συνεχής έγχυση του αντιμικροβιακού παράγοντα κυρίως σε λοιμώξεις από σχετικά ανθεκτικούς μικροοργανισμούς. Το αποτέλεσμα δίδεται σε 16-20 h.

Η δημοσίευση τυποποιημένης μεθόδου αναφοράς για τον προσδιορισμό των MICs από τον Διεθνή Οργανισμό Τυποποίησης ISO έγινε στα τέλη του 2006, ενώ τα όρια αναφοράς για τη διάκριση των υπό εξέταση μικροοργανισμών σε ευαίσθητους, ευαίσθητους – δοσοεξαρτώμενους, μέτρια ευαίσθητους και ανθεκτικούς προσδιορίζονται από τον διεθνή οργανισμό Clinical Laboratory Standards Institute (CLSI). Για τον καθορισμό των ορίων αναφοράς γίνεται προσπάθεια να συνδεθεί η δραστικότητα του αντιβιοτικού σε έναν πληθυσμό βακτηρίων in vitro με φαρμακοκινητικές/φαρμακοδυναμικές παραμέτρους.

Ευαίσθητος χαρακτηρίζεται ο μικροοργανισμός που αναστέλλεται από πυκνότητες αντιβιοτικών, οι οποίοι επιτυγχάνονται στο αίμα κατά τη συνήθη θεραπευτική χορήγηση.

Ευαίσθητος – δοσοεξαρτώμενος χαρακτηρίζεται ο οργανισμός που η ευαισθησία εξαρτάται από το σχήμα δοσολογίας που χρησιμοποιείται. Για να επιτευχθούν κλινικά αποτελεσματικά πρέπει το σχήμα θεραπείας να περιλαμβάνει υψηλότερες και συχνότερες δόσεις (λαμβάνοντας υπόψη τη μέγιστη επιτρεπτή δοσολογία), ώστε να απολήγει σε υψηλότερη έκθεση φαρμάκου από εκείνη που επιτυγχάνεται με τη δόση που χρησιμοποιείται για την αναστολή των ευαίσθητων μικροοργανισμών.

Μέτρια ευαίσθητος είναι ο μικροοργανισμός που το αντιβιοτικό είναι αποτελεσματικό σε θέσεις του σώματος που φυσιολογικά συγκεντρώνεται ή όταν υψηλότερη δόση από τη συνήθη είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθεί.

Ανθεκτικός είναι ο μικροοργανισμός που δεν αναστέλλεται από πυκνότητες αντιβιοτικών που επιτυγχάνονται συνήθως στο αίμα.

Στο Εργαστήριο Μικροβιολογίας της Βιοιατρικής ο προσδιορισμός της ελάχιστης ανασταλτικής πυκνότητας (MIC) γίνεται με το αυτοποιημένο σύστημα MicroScan WalkAway – Beckman Coulter. Το σύστημα αυτό χρησιμοποιεί πλάκες μικροτιτλοποίησης για την ταυτοποίηση του μικροοργανισμού και τον προσδιορισμό της MIC. Επίσης, διαθέτει αναπτυγμένο software για την ανάλυση και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων και την αποθήκευση των πληροφοριών.