Распространенность лекарственной устойчивости к антибиотикам
Роль мобильных генетических элементов в эволюционной адаптации микроорганизмов к быстро меняющимся условиям окружающей среды общепризнанна. Особенно большой вклад в этот процесс вносят плазмиды , транспозоны и бактериофаги , выработавшие специальные механизмы перемещений между клетками близкородственных и отдаленно-родственных организмов. С их помощью эффективно осуществляется горизонтальное распространение различных генов среди живых организмов, принадлежащих к разным группам.
Расшифровка нуклеотидных последовательностей ДНК бактериальных геномов, плазмид и фагов и применение новых молекулярно-биологических технологий позволили выявить некоторые скрытые до последнего времени механизмы эволюции бактерий и, в частности, получить ответ на вопрос, как создаются наборы новых генов, кодирующих адаптивные функции, каково происхождение этих генов. Особенно большой прогресс в этой области достигнут при изучении механизмов распространения генов лекарственной устойчивости среди бактерий.
К настоящему времени накоплены многочисленные факты, свидетельствующие о том, что интенсивное использование антибиотиков неизбежно приводит к возникновению устойчивых к ним штаммов бактерий. Процесс возникновения и распространения устойчивых клинических штаммов бактерий происходит с огромной скоростью, буквально на глазах исследователей. Действительно, если в коллекции, содержащей 433 штамма кишечной палочки, собранных в период 1885-1941 гг (коллекция Муррея), устойчивые к антибиотикам штаммы составляли менее 3% [ Hughes, 1983 ], то в коллекциях, собранных позднее, содержание штаммов, устойчивых к одному или нескольким различным антибиотикам, составляло десятки процентов [ Houndt, 2000 ]. Из 72 штаммов E. coli из ECOR-коллекции, собранной в период 1973-1983гг, 18 (25%) были устойчивы по крайней мере к одному антибиотику и 14 (около 20 %) - к двум или более [ Houndt, 2000 , Mazel, 2000 ]. За какие-нибудь 10-15 лет при продолжающемся интенсивном применении антибиотиков штаммы бактерий, устойчивые одновременно к нескольким различным антибиотикам, практически полностью вытеснили штаммы, устойчивые только к одному антибиотику [ Miller, 1980 , Price, 1981 , Shimizu, 1985 , Shaw, 1991 ].
Распространение множественной лекарственной устойчивости наблюдали не только в клинике, но и в сельском хозяйстве, а также среди штаммов бактерий, обитающих в природных источниках. В связи с актуальностью проблемы, многие лаборатории всего мира, начиная с конца 70-х годов активно включились в работу по изучению молекулярно-генетической природы детерминант устойчивости к антибиотикам, их разнообразию и изменчивости, их распространенности в бактериях различных систематических групп, а также механизмов их горизонтального переноса с помощью различных мобильных элементов.
Изучение лекарственной устойчивости у бактерий привело в 90-х гг. прошлого столетия к открытию нового типа мобильных генетических элементов - генных кассет - и специфическим образом организованных структур - интегронов и суперинтегронов , способных улавливать генные кассеты, включая их в специфический сайт интеграции, и осуществлять экспрессию кассетных генов. В эти годы появилось достаточно большое число экспериментальных работ и обзоров, посвященных интегронам [ Ильина, 2001 , Романова, 2001 , Ильина, 2003 , Collis, 1992 , Collis, 1995 , Collis, 1993 , Hall, 1997 , Hall, 1995 , Mazel, 1999 , Recchia, 1995 , Rowe-Magnus, 1999 , Stokes, 1997 ]. Однако многие вопросы, касающиес происхождения генных кассет и интегронов, кодирующих множественную резистентность, оставались невыясненными. Также не было ясно имеют ли кассетную организацию другие гены, не связанные с резистентностью к антибиотикам.
