Тихая угроза в больничных раковинах: как антисептики создают супербактерий

Обычный антисептик, которым обрабатывают кожу пациентов в больницах, может оставаться на поверхностях в течение нескольких часов, создавая питательную среду для бактерий, которые становятся толерантными или даже приобретают устойчивость к химикатам, обычно убивающим их.

Как только бактерии развивают «толерантность», они могут выживать при определённых концентрациях химикатов легче, чем их собратья, но их всё ещё можно убить дозами антисептиков, обычно используемых для очистки. Антисептики включают такие химикаты, как спирт, йод или перекись водорода, которые используются для дезинфекции поверхностей или кожи. «Резистентность» (устойчивость) вызывает гораздо большую озабоченность, поскольку она позволяет бактериям расти даже при воздействии концентраций антисептика, которые обычно убивали бы их.

Согласно исследованию, опубликованному 2 апреля в журнале Environmental Science & Technology, по мере того как бактерии учатся переносить крошечные следы антисептиков, они могут обмениваться друг с другом фрагментами ДНК. Та же самая ДНК может также помочь им уклоняться от лекарств, предназначенных для лечения бактериальных инфекций — а именно антибиотиков.

Исследование дополняет растущий массив научных работ, отображающих скрытые экологические стрессоры, которые могут побуждать бактерии развивать эти гены толерантности и устойчивости.

«Устойчивость к противомикробным препаратам возникает из множества разных источников, — рассказала Live Science ведущий автор исследования Эрика Хартманн, профессор гражданского и экологического строительства в Школе инженерии Маккормика Северо-Западного университета. — Чтобы действительно решить эту проблему, нам необходима разумная противомикробная практика, ответственное использование в сельском хозяйстве, и нам также нужно подумать об ответственном использовании химикатов в других средах».

Практика разумного использования означает применение противомикробных агентов, таких как антибиотики и антисептики, экономно, чтобы предотвратить развитие у бактерий толерантности или устойчивости.

Толерантные бактерии путешествуют по воздуху

В исследовании Хартманн и её коллеги отслеживали бактерии с толерантностью к хлоргексидину — широко используемому химикату, который наносится на кожу пациентов перед операцией или введением катетера. Они искали эти бактерии в отделении интенсивной терапии (ОИТ) одного из медицинских центров Иллинойса.

Исследователи взяли 219 мазков с поручней кроватей, кнопок вызова медсестры, дверных порогов, клавиатур, выключателей света и сливов раковин в шести точках по всему ОИТ в 2018 году. Палаты были довольно чистыми, обнаружили они, но им удалось выделить около 1400 бактерий, и они нашли, что 36% проявляли некоторую толерантность к хлоргексидину.

В лаборатории исследователи нанесли хлоргексидин на обычные материалы — пластик, металл и ламинат — и затем отслеживали, как долго антисептик остаётся на поверхностях, в том числе после того, как они очистили материалы водой и другими химическими чистящими средствами. Они обнаружили, что даже после очистки следы антисептика сохранялись на поверхностях не менее 24 часов.

Эти остаточные следы были недостаточно сильны, чтобы убить бактерии. Но такие микросреды, в которых бактерии подвергаются воздействию нелетальных доз химиката, который обычно их убивает, всегда вызывают тревогу.

В таких условиях процветают те бактерии, которые несут гены, помогающие им пережить воздействие химиката. Эти толерантные бактерии вытесняют тех, у кого нет генов толерантности, и становятся более многочисленными. Наихудший сценарий — бактерии настолько привыкают противостоять химикату и настолько хорошеют в этом, что становятся устойчивыми к его воздействию.

Команда обнаружила бактерии, толерантные к хлоргексидину, по всей больничной палате, хотя антисептик наносился только на кожу пациентов. Раковина оказалась горячей точкой для этих бактерий.

Больничные раковины стали фокусом для изучающих устойчивость к противомикробным препаратам в последние десятилетия. Бактерии любят влажные, тёплые U-образные изгибы в раковинах, и они сделают всё возможное, чтобы остаться там, даже если подвергаются воздействию разбавленных химикатов, смываемых в слив. Это создаёт идеальную среду для возникновения толерантности и устойчивости.

Раковины также могут распространять бактерии, генерируя аэрозоли — крошечные частицы, которые могут парить в воздухе. Когда вода выходит из крана, попадает в стоячую воду или разбрызгивается о слив, эти частицы могут разлетаться по воздуху. Мазки исследователей показали, что толерантные штаммы можно было найти на дверных порогах, что говорит о том, что они путешествовали по воздуху и оседали там.

Антисептики всё ещё работают очень хорошо

Некоторые из устойчивых к антисептикам бактерий несли плазмиду — маленькую петлю ДНК, которая может передаваться между бактериями, — которая не только помогала им переносить хлоргексидин, но и могла помогать им сопротивляться антибиотикам, таким как карбапенемы. Этот тип переноса генов — хорошо известный способ, которым бактерии приобретают устойчивость к противомикробным препаратам, и он может происходить между бактериями совершенно разных видов.

Это «действительно очень важно», — сказала Данна Гиффорд, преподаватель по устойчивости к противомикробным препаратам в Манчестерском университете (Великобритания), не участвовавшая в исследовании. Это открытие предполагает, что устойчивость к антибиотикам может ускоряться «без использования антибиотиков», — сказала она, — только под воздействием одного лишь антисептика.

Но давайте проясним: хлоргексидин всё ещё очень эффективен для уничтожения микробов. Бактерии, наблюдавшиеся в исследовании, могли выживать только при очень низких концентрациях химиката, намного ниже тех количеств, которые используются для обработки кожи пациентов.

«Я не думаю, что это поддерживает действительно консервативный подход» к использованию хлоргексидина, сказала Гиффорд, добавив, что ограничение использования антисептика в условиях высокого риска, таких как ОИТ, без надлежащих клинических доказательств, может подвергнуть уязвимых пациентов риску инфекций. Но эта работа, наряду с другими недавними исследованиями, всё же поднимает вопрос о том, нужно ли нам быть более осторожными в использовании антисептиков, согласились Хартманн и Гиффорд.

Авторы исследования пишут, что дальнейшие исследования должны выяснить, можно ли наблюдать эти эффекты в других условиях — например, дома или в ветеринарных клиниках — чтобы лучше понять, как эти остатки антисептиков влияют на бактерии.

Стоит ли резервировать антисептики для «ситуаций высокого риска» — это «вероятно, заслуживает дальнейшего изучения», сказала Гиффорд. Часто для уборки в доме «обычного мыла и воды более чем достаточно для нашей чистоты и гигиены», отметила Хартманн, так что, возможно, именно в быту использование антисептиков можно сократить.

Тем временем, «у нас заканчиваются антибиотики, которые работают эффективно, — сказала она. — Мы ещё не совсем дошли до этой точки, но если мы не вмешаемся в то, что делаем сейчас, мы окажемся в ситуации в будущем, когда не сможем делать простые вещи, такие как лечение зубных инфекций или проведение операций, потому что мы не сможем давать пациентам антибиотики после лечения».

Исследование Хартманн поднимает тревожный вопрос, который долгое время оставался в тени: мы создаём устойчивость бактерий не только через чрезмерное назначение антибиотиков, но и через повсеместное использование антисептиков в быту и медицине. Механизм здесь тот же самый: эволюционное давление. Когда бактерия сталкивается со смертельной дозой, она либо умирает, либо (если у неё есть соответствующие гены) выживает и размножается. Но когда она сталкивается с малыми, нелетальными дозами — она «тренируется». Именно такие «тренировочные полигоны» мы создаём, оставляя следы хлоргексидина на больничных поверхностях.

Особую опасность представляют раковины. В тёплых влажных сифонах бактерии чувствуют себя как дома. Туда же регулярно попадают разбавленные остатки антисептиков, смытые с рук или инструментов. Это идеальный инкубатор для «супербактерий». И, как показало исследование, эти бактерии не остаются в раковине — они поднимаются в воздух с капельками аэрозоля и расселяются по всей палате, оседая на дверных косяках, кнопках вызова и поручнях.

Связка «толерантность к антисептику — устойчивость к антибиотику» через плазмиды — это ключевой момент. Бактерии не изобретают новые механизмы защиты с нуля под каждый химикат. У них есть универсальные «насосы» и ферменты, которые откачивают или расщепляют широкий спектр чужеродных молекул. Если бактерия «натренировалась» выкачивать хлоргексидин, она с высокой вероятностью сможет выкачивать и антибиотики похожей структуры. Это называется перекрёстной резистентностью.

Что это значит для обычного человека? Не паникуйте и не отказывайтесь от антисептиков в больнице. Для пациента с ослабленным иммунитетом или открытой раной риск инфекции от самого антисептика (даже толерантной бактерией) ничтожен по сравнению с риском заражения от необработанной поверхности. Но вот дома — другая история. Использование антибактериального мыла, спреев с триклозаном или хлоргексидином для ежедневной уборки не только бесполезно, но и вредно. Обычное мыло и вода механически смывают бактерии и вирусы не хуже, а иногда и лучше, чем антисептики, — и не создают эволюционного давления.

Ещё один важный вывод: чистота — это не стерильность. Больничные палаты в исследовании были «довольно чистыми», но 36% бактерий всё равно проявляли толерантность. Полное уничтожение всей микрофлоры невозможно и не нужно. Задача — не допускать скопления остатков антисептиков в тех местах, где бактерии могут с ними «тренироваться». Это означает, что после использования антисептических салфеток или растворов поверхности нужно дополнительно промывать водой или нейтрализатором, чтобы убрать остатки. Или менять класс антисептика, чтобы бактерии не привыкали к одному и тому же.

Хартманн и Гиффорд правы в одном: антибиотиков становится всё меньше, а новые разрабатываются медленно и дорого. Потеря способности лечить даже обычный цистит или пневмонию из-за множественной лекарственной устойчивости — это не футурология, а реальность некоторых больниц уже сегодня. Если мы не пересмотрим своё отношение к «чистоте любой ценой», то рискуем вернуться в доантибиотиковую эру, где царапина могла стать смертельной. Ирония в том, что именно наши попытки сделать мир стерильным могут привести к тому, что он станет смертельно опасным.