Resistentie tegen antibiotica

Natuurlijke selectie in actie

Een bekend voorbeeld van natuurlijke selectie in actie is de ontwikkeling van antibioticaresistentie bij micro-organismen. Sinds de ontdekking van penicilline in 1928 door Alexander Fleming worden antibiotica gebruikt om bacteriële ziekten te bestrijden. Natuurlijke bacteriepopulaties bevatten, tussen hun enorme aantal individuele leden, aanzienlijke variatie in hun genetisch materiaal, als gevolg van mutaties. Bij blootstelling aan antibiotica sterven de meeste bacteriën snel, maar sommige kunnen mutaties vertonen die hen iets minder vatbaar maken. Als de blootstelling aan antibiotica kort is, zullen deze individuen de behandeling overleven. Deze selectieve eliminatie van onaangepaste individuen uit een populatie is natuurlijke selectie.

Voorspelling

In Fleming's Nobelprijs lezing in 1945 zei hij:

"Het is niet moeilijk om microben in het laboratorium resistent te maken tegen penicilline door ze bloot te stellen aan concentraties die niet voldoende zijn om ze te doden, en hetzelfde is af en toe gebeurd in het lichaam... De tijd kan komen dat penicilline door iedereen in de winkel kan worden gekocht. Dan bestaat het gevaar dat de onwetende mens zichzelf gemakkelijk een te lage dosis geeft en door zijn microben bloot te stellen aan niet-dodelijke hoeveelheden van het geneesmiddel hen resistent maakt".

Maclyn McCarty legde uit hoe het was voor antibiotica:

"Er zijn een aantal infecties waarvan niemand [ooit] was hersteld vóór de ontdekking van doeltreffende anti-bacteriële middelen".

De resistentie tegen antibiotica neemt toe door het overleven van individuen die immuun zijn voor de effecten van het antibioticum. Hun nakomelingen erven de resistentie, waardoor een nieuwe populatie van resistente bacteriën ontstaat

Mechanisme

De mechanismen die de bacteriën ondergaan om resistent te worden tegen antibiotica zijn via genetische mutatie en horizontale genoverdracht.

Effect op chirurgie en geneeskunde

Elke operatie waarbij het lichaam wordt opengesneden, brengt enorme infectierisico's met zich mee. Dankzij antibiotica die voor en na de operatie worden toegediend, kunnen chirurgen operaties uitvoeren die vroeger dodelijk zouden zijn geweest. Open-hart chirurgie is een duidelijk voorbeeld.

Kankerbehandelingen zoals chemotherapie en radiotherapie beschadigen het immuunsysteem. Antibiotica worden voorgeschreven om de natuurlijke afweer van het lichaam te versterken. Patiënten met orgaantransplantaties gebruiken altijd geneesmiddelen om het immuunsysteem te onderdrukken, omdat het anders het transplantaat aanvalt. Daarom worden antibiotica gebruikt om het lichaam te beschermen. Zonder doeltreffende antibiotica zouden beide groepen patiënten kunnen sterven aan infecties die hun immuunsysteem niet langer onder controle kan houden.

"Het is een vrij grimmige toekomst, ik denk dat veel grote operaties ernstig bedreigd zouden worden," zei professor Richard James van de Universiteit van Nottingham.

Ook medische toepassingen worden bedreigd. Het aantal tests waarbij resistentie tegen carbapenems, een van de krachtigste groepen antibiotica, wordt vastgesteld, is gestegen van een handvol gevallen in 2003 tot meer dan 300 gevallen in 2010. "Mijn laboratorium ziet elk jaar een toenemend aantal resistente stammen", aldus prof. Neil Woodford van de eenheid antimicrobiële resistentie van het Health Protection Agency. De meeste gevallen zijn resistent tegen enkele geneesmiddelen. Nog erger, er zijn een paar gevallen van stammen waar geen enkel antibioticum tegen kan.

Veel infecties die bijna uitgeroeid waren, komen terug. De seksueel overdraagbare aandoening gonorroe is steeds moeilijker te behandelen. Wereldwijd is multiresistente en extreem resistente tuberculose een groeiend probleem. Slechts een paar geneesmiddelen werken nog.

Infecties die ouderen treffen wanneer zij in het ziekenhuis liggen, zijn een van de grootste zorgen. De grootste bedreiging in het VK vormen opportunistische bacteriën die in de darmen leven, zoals E. coli en Klebsiella. Zij zijn nu de meest voorkomende vorm van infectie die patiënten in het ziekenhuis oplopen. Zij vertonen een toenemende resistentie tegen antibiotica.

Officiële waarschuwing

Het Britse Cabinet Office heeft een waarschuwing afgegeven door het nationale risicoregister voor civiele noodsituaties. Het zegt dat "het aantal door antimicrobiële resistentie gecompliceerde infecties in de komende 20 jaar aanzienlijk zou kunnen toenemen". "Zonder doeltreffende antibiotica zouden zelfs kleine chirurgische ingrepen en routineoperaties risicovolle procedures kunnen worden, wat zou leiden tot een langere ziekteduur en uiteindelijk vroegtijdige sterfte".

Wereldgezondheidsorganisatie

De WHO heeft soortgelijke beoordelingen uitgebracht:

"Het gebruik en misbruik van antimicrobiële stoffen ... in de afgelopen 70 jaar heeft geleid tot een niet aflatende toename van het aantal en de soorten micro-organismen die resistent zijn tegen deze geneesmiddelen - wat leidt tot sterfgevallen, meer lijden en invaliditeit, en hogere kosten voor de gezondheidszorg".

"Sterfgevallen als gevolg van acute infecties van de luchtwegen, diarree, mazelen, aids, malaria en tuberculose maken wereldwijd meer dan 85% uit van het sterftecijfer als gevolg van infecties. De resistentie tegen eerstelijns geneesmiddelen bij de meeste ziekteverwekkers die deze ziekten veroorzaken, varieert van nul tot bijna 100%. In sommige gevallen brengt resistentie tegen tweedelijns- en derdelijnsmiddelen het resultaat van de behandeling ernstig in gevaar. De bacteriën die tuberculose (TB) veroorzaken, kunnen resistentie ontwikkelen tegen de antimicrobiële geneesmiddelen die worden gebruikt om de ziekte te genezen. Multiresistente tbc (MDR-TB) is tbc die niet reageert op ten minste isoniazid en rifampicine, de 2 krachtigste anti-tbc-middelen (WHO, 2018)

"Daarbij komt nog de aanzienlijke mondiale last van resistente, in ziekenhuizen opgelopen infecties, de opkomende problemen van antivirale resistentie en de toenemende problemen van geneesmiddelenresistentie bij de verwaarloosde parasitaire ziekten van arme en gemarginaliseerde bevolkingsgroepen".

De WHO heeft nu de meest bedreigende superbugs ter wereld op een rijtje gezet. Antibiotica-resistente infecties worden over de hele wereld gezien.

Voorbeelden

Na verloop van tijd en herhaalde blootstelling aan het antibioticum ontstaat een populatie van antibiotica-resistente bacteriën. Dit leidt tot wat bekend staat als een evolutionaire wapenwedloop of co-evolutie, waarbij bacteriën stammen blijven ontwikkelen die minder gevoelig zijn voor antibiotica, terwijl medische onderzoekers nieuwe antibiotica blijven ontwikkelen die hen kunnen doden. Een soortgelijke situatie doet zich voor bij resistentie tegen bestrijdingsmiddelen bij planten en insecten, en bij resistentie van malaria tegen kinine.

Gonorroe

Een man in het Verenigd Koninkrijk heeft "s werelds ergste geval" van gonorroe, een seksueel overdraagbare ziekte, opgelopen. De belangrijkste behandeling met antibiotica azitromycine en ceftriaxon heeft de ziekte niet kunnen genezen. Een autoriteit verklaarde: "Dit is de eerste keer dat bij een geval van gonorroe resistentie op zo'n hoog niveau is vastgesteld tegen deze beide geneesmiddelen en tegen de meeste andere algemeen gebruikte antibiotica".

Methicilline-resistente Staphylococcus aureus

Er zijn nieuwe stammen van Methicilline-resistente Staphylococcus aureus (MRSA) opgedoken die resistent zijn tegen de volgende generatie geneesmiddelen.

Tuberculose

Tuberculose (TB) is een infectieziekte die door bacteriën wordt veroorzaakt. Zij wordt veroorzaakt door verschillende soorten mycobacteriën, meestal Mycobacterium tuberculosis. De ziekte tast meestal de longen aan, maar kan ook andere delen van het lichaam aantasten. De ziekteverwekker kan zich door de lucht verspreiden en van de ene persoon op de andere overgaan. Deskundigen denken dat een derde van de wereldbevolking besmet is met M. tuberculosis. Nieuwe besmettingen doen zich voor met een snelheid van één per seconde.

Geneesmiddelenresistente TB is een ernstig probleem voor de volksgezondheid in veel ontwikkelingslanden, omdat de behandeling ervan langer duurt en duurdere geneesmiddelen vereist. MDR-TB wordt gedefinieerd als resistentie tegen de twee meest effectieve eerstelijns-TBC-geneesmiddelen: rifampicine en isoniazid. Extensief resistente TB is ook resistent tegen drie of meer van de zes klassen van tweedelijnsgeneesmiddelen.

Volledig resistente tbc werd voor het eerst waargenomen in 2003 in Italië, maar pas in 2012 op grote schaal gemeld. Het is resistent tegen alle momenteel gebruikte geneesmiddelen.

Malaria

Malaria-infecties worden niet veroorzaakt door bacteriën: zij worden veroorzaakt door een protozoaire parasiet die door een mug in het bloed wordt geïnjecteerd. Malaria-infecties worden normaal gesproken behandeld met een combinatie van twee geneesmiddelen, artemether-lumefantrine. Nu hebben zich in Groot-Brittannië vier gevallen voorgedaan waarbij de medicijnen hebben gefaald. De patiënten kregen de ziekte in Afrika. Een arts zei: "Het is een vroeg teken en we moeten het heel serieus nemen, want het kan uitgroeien tot iets met grotere gevolgen".

Teixobactin

Teixobactine is een antibioticum dat in 2015 werd ontdekt, het eerste nieuwe antibioticum sinds veertig jaar. Het is nog niet toegelaten voor algemeen gebruik. Het werkt tegen alle grampositieve bacteriën zoals Staphylococcus aureus en tegen sommige andere bacteriën zoals Mycobacterium tuberculosis.