رنسانس آنتی‌بیوتیک‌ها در راه است

آنتی‌بیوتیک‌ها دسته‌ای از داروها هستند که برای از بین بردن عوامل ایجادکننده بسیاری از بیماری‌های عفونی، به صورت گسترده در سراسر دنیا مصرف می‌شوند. کشف این مواد، کمک بزرگی به علم پزشکی کرده و طی سالیان اخیر جان انسان‌های زیادی را نجات داده است. با این همه، آنچه بشدت دانشمندان را نگران کرده است، بی‌اثر شدن آنتی‌بیوتیک‌ها در درمان برخی از بیماری‌های عفونی است.

به دنبال مطالعات انجام شده برای یافتن علت این مساله مهم، یکی از دلایل قطعی ثابت شده، عبارت است از پیدایش مقاومت تعدادی از عوامل عفونی به آنتی‌بیوتیک‌های موجود. میکروب‌ها با ایجاد ژن مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها، این مقاومت را از نسلی به نسل دیگر منتقل می‌کنند و حتی به صورت شایع این ژن از یک گونه میکروبی به گونه دیگری انتقال می‌یابد. اینجاست که با وجود تجویز آنتی‌بیوتیک در مقادیر بالا، نتیجه‌ای حاصل نمی‌شود و عفونت پایدار می‌ماند. در اصل میکروب یاد می‌گیرد که چگونه خود را در برابر آنتی‌بیوتیک‌ها محافظت و چطور آن را خنثی و بی‌اثر کند.

به همین دلیل است که تشخیص درست و به موقع برای استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها یکی از هنرهای پزشکان است تا بیمار با کمترین مصرف آنتی‌بیوتیک، بهبود کامل یابد.

«هجوم ابر حشرات به شهر»! به نظر می‌رسد این نام پر از ترس و هیجان، نام یک فیلم باشد؛ اما در اکتبر 2007، روزنامه نیویورک پست در گزارشی با همین عنوان، به زندگی پسربچه 12 ساله‌ای به نام «عمر ریورا» پرداخت که بر اثر جراحتی که هنگام زمین خوردن در زمین بسکتبال دچار آن شد، جانش را از دست داد. این نوجوان جان خود را از دست داد تا تاکید دوباره‌ای بر این حقیقت باشد که نباید باکتری‌ها را دست‌کم گرفت. پزشکان تشخیص داده بودند که او بر اثر نوعی عفونت شدید ناشی از باکتری مقاومی ‌موسوم به MRSA از دنیا رفته که در مقابل آنتی‌بیوتیک‌های قوی رایج در داروخانه‌ها، به مقاومت خیره‌کننده‌ای دست یافته است. گرچه این‌طور به نظر می‌رسد که ابتلای مردم به باکتری‌های خطرناک و عفونی به سال‌ها پیش باز برمی‌گردد و دیگر نباید از بابت مرگ احتمالی ناشی از ابتلا به این باکتری‌ها نگرانی داشت، اما باید پذیرفت که در عصر حاضر نیز چنین بلایی وجود دارد. در سال 2007، گروهی از محققان در مرکز کنترل و پیشگیری بیماری‌های آمریکا گزارش دادند که باکتری MRSA سالانه 19 هزار تن را تنها در آمریکا به کام مرگ می‌کشد و حال آن‌که این رقم به مراتب بالاتر از رقم قربانیان سالانه ایدز در آمریکاست.

این رقم واقعا نگران‌کننده و هشداردهنده است، چون تقریبا 20 درصد افرادی که به این باکتری و عفونت ناشی از آن مبتلا می‌شوند، جان خود را از دست می‌دهند. گذشته از آن، قربانیان این باکتری جوانان سالمی ‌هستند که تنها هنگام انجام کارهای روزمره خود دچار این بیماری شده‌اند. این بحران در گذشته به بیمارستان‌ها یا خانه‌های سالمندی محدود می‌شد؛ جاهایی که پر هستند از افرادی که سیستم ایمنی‌شان ضعیف و آسیب‌پذیر است. این مبتلایان به لطف پیشرفت‌های نوین پزشکی از مرگ حتمی‌نجات پیدا می‌کنند اما بهای گزافی در مقابل رهایی از MRSA می‌پردازند؛ به طوری که هر بیمار باید دست‌کم تا 10 روز در بیمارستان بستری باشد و هزینه درمانی ده‌ها هزار دلاری را نیز پرداخت کند. حالا تصور کنید که در کشورهای در حال توسعه و آفریقایی چه بر سر چنین بیمارانی خواهد آمد. برآورد شده که تنها در آمریکا، سالانه بین 3 تا 4 میلیارد دلار برای درمان بیماران مبتلا به این باکتری در بیمارستان‌ها هزینه می‌شود. موضوع زمانی نگران‌کننده‌تر می‌شود که متوجه می‌شویم MRSA تنها یکی از عوامل عفونی در دنیای مدرن امروزی است. بسیاری از محققان بر این عقیده‌اند که پزشکی مدرن، در حال از دست دادن عرصه نبرد با باکتری‌های بیماری‌زاست؛ باکتری‌هایی که روزی تصور می‌شد برای همیشه ریشه‌کن شده‌اند. وضعیت نگران‌کننده فعلی، بر لزوم جدی پیگیری روش‌های جدید برای تولید نسل مدرن‌تری از آنتی پیوتیک‌ها تأکید دارد.

داستان MRSA این نکته را روشن می‌کند که چگونه مقاومت دارویی در باکتری‌ها به این سرعت رشد می‌کند. مکانیسم طبیعی‌ای که موجب ایجاد مقاومت دارویی در این باکتری و سایر عوامل بیماری‌زا می‌شود، چاره‌ای جز انجام تحقیقات گسترده برای دستیابی به نسل جدید آنتی‌بیوتیک‌ها پیش روی دانشمندان قرار نداده است. متیسیلن که مشتقی از داروی جهانی و شناخته شده پنی‌سیلین است، در سال 1959 با این هدف معرفی شد که از آن برای درمان عفونت‌های ناشی از گونه‌های تغییر شکل یافته از باکتری نظیر S.aureus و Streptococcus pneumoniae استفاده شود. این باکتری‌ها نسبت به پنی‌سیلین مقاومت قابل توجهی پیدا کرده بودند و از این رو، محققان علوم پزشکی به دنبال پیدا کردن جایگزین بهتری برای این دارو بودند. البته شاید جای تعجبی وجود نداشت که بیمارستان‌های اروپایی، تنها 2 سال پس از معرفی این داروی جدید، شاهد مقاومت خیره‌کننده باکتری‌هایی همچون S.aureus نسبت به آن بودند و تا دهه 80 میلادی نیز، باکتری MRSA به سرعت در بسیاری از مراکز درمانی و مراقبتی سراسر جهان شیوع پیدا می‌کرد. کار به جایی رسیده بود که در اواسط دهه 90 میلادی، کلاس جدیدی از عفونت‌های MRSA دیده ‌شد؛ گروهی از باکتری‌ها که به جای تجمع در مراکز بهداشتی و درمانی در سایر جوامع و اجتماعات شایع می‌شوند.

مقابله با باکتری‌هایی همچون MRSA ،‌ به چالشی جهانی برای دانشمندان تبدیل شده است. یکی از بزرگ‌ترین و در عین حال نگران‌کننده‌ترین فاکتورهای تاثیرگذار در شیوع سریع این باکتری این است که با رسیدن آن به جریان خون، مهار و درمان آن بسیار مشکل می‌شود. اما این تازه بخش کوچکی از مشکل اصلی است. مهم‌ترین ویژگی این باکتری، توانایی آن در مقاومت نشان دادن در برابر کلاس اصلی داروهای آنتی‌بیوتیک موسوم به «بتا لاکتام»‌ است که طیف گسترده‌ای از پنی‌سیلین‌ها را نیز شامل می‌شوند. این باکتری می‌تواند با تولید نوعی آنزیم مخصوص، داروهای آنتی‌بیوتیک را از میان ببرد و جایی برای تأثیرگذاری آنها باقی نگذارد. در نتیجه، دست دانشمندان در مقابله با این بیماری عفونی تقریبا محدود شده و آنها به استفاده از چند نوع آنتی‌بیوتیک خاص و تأثیرگذاری آنها دل بسته‌اند که البته نباید از تبعات منفی و آثار سوءاستفاده از هر یک از آنها چشم‌پوشی کرد. بررسی‌های دقیق در سال‌های اخیر نشان داده که برخی از گونه‌های تغییر شکل یافته باکتری MRSA،‌ نسبت به مؤثرترین کلاس این چند نوع آنتی‌بیوتیک محدود، یعنی «وانکومایسین» نیز مقاوم شده‌اند.

پیدایش مقاومت در برابر وانکومایسین در میان گونه‌های تغییر شکل یافته باکتریایی که نسبت به متیسیلن مقاومت عجیبی پیدا کرده‌اند، بازگوکننده نگرانی دیرینه ای است که محققان علوم پزشکی و همچنین داروسازان را در سراسر جهان به تکاپو واداشته است: از لحظه‌ای که آنتی‌بیوتیک جدیدی تولید شده و در مراکز درمانی و کلینیک‌ها به کار گرفته می‌شود، در حقیقت شمارش معکوس پایان طول عمر آن آغاز می‌شود؛ چون زنجیره‌های باکتریایی بتدریج نسبت به آن آنتی‌بیوتیک مقاوم می‌شوند.

اما ریشه اصلی این مشکل کجاست؟ متهم اصلی را می‌توان به گردن انتخاب طبیعی داروهای آنتی‌بیوتیک و شیوه به کارگیری آنها انداخت: تحقیقات نشان داده‌اند که استفاده صرف از تنها یک داروی آنتی‌بیوتیک، به ایجاد محیطی در بدن منجر می‌شود که گونه‌های تغییر شکل یافته باکتری که شروع به مقاومت در برابر دارو می‌کنند، ناگهان با رشد خیره‌کننده‌ای در برابر دارو همراه می‌شوند. وانکومایسین در سال 1958 از سوی سازمان غذا و داروی آمریکا (FDA) مورد تأیید قرار گرفت و زمانی که برای نخستین بار باکتری MRSA در قالب یک بحران بزرگ پزشکی خود را نشان داد، به عنوان ابزار اصلی درمان آن به کار گرفته شد اما در سال 2002، سر و کله گونه‌های تغییر شکل یافته این باکتری که حتی نسبت به وانکومایسین نیز مقاوم شده بودند، در بسیاری از بیمارستان‌ها پیدا شد. این‌گونه‌های تغییر شکل یافته باکتریایی که به VRSA شناخته می‌شوند، در حقیقت زاده MRSA هستند که با استفاده از ترکیب 5 ژن زمینه مقاوم شدن در برابر وانکومایسین را فراهم می‌کنند. آنزیم‌هایی که با این ژن‌ها کدگذاری شده‌اند، به VRSA این اجازه را می‌دهند تا جایگزین هدف وانکومایسین در جداره سلول باکتریایی شوند. این جایگزینی با ساختاری متغیر صورت می‌گیرد که به دنبال آن وانکومایسین در به دام انداختن آن ناتوان می‌ماند. در نتیجه وانکومایسین که همواره به عنوان شاهکار و سرآمد داروهای آنتی‌بیوتیک شناخته شده است هیچ تأثیری در جلوگیری از رشد VRSA ندارد.

جایگزین‌سازی هدف آنتی‌بیوتیکی تنها یکی از سه استراتژی اصلی است که باکتری برای گریز از مرگ به کار می‌گیرد. به عنوان دومین استراتژی، بسیاری از ژن‌های مقاوم در برابر آنتی‌بیوتیک نظیر یکی از آنها که در برابر بتا لاکتام‌ها مقاوم است، آنزیمی‌را کدگذاری می‌کند که آنتی‌بیوتیک را تخریب کرده یا آن را دستخوش تغییرات شیمیایی می‌کند که در نتیجه اثرگذاری دارو را ناکام می‌گذارد. در حال حاضر، ژن‌های مقاوم دیگری نیز وجود دارند که دستورالعمل‌های کاری برای نوعی پمپ دارند که در غشای سلول قرار دارد و مولکول‌های آنتی‌بیوتیک را که وارد سلول باکتری می‌شوند، دفع می‌کند و در نتیجه، باکتری از مرگ حتمی ‌ناشی از حمله آنتی‌بیوتیک‌ها نجات پیدا می‌کند.

اکنون پرسش مهمی‌ مطرح می‌شود: سرزمین اصلی این ژن‌های مقاوم کجاست؟ تحقیقات نشان می‌دهند که برخی از آنها به واسطه جهش‌های تصادفی در ژن‌های خود سلول باکتری تولید می‌شوند؛ نظیر ژن متغیری که جایگزین هدف آنزیم آنتی‌بیوتیک‌هایی نظیر «کیپرو فلوکساسین»‌ می‌شود. سایر ژن‌های مقاوم نیز از باکتری مجاور به دست می‌آیند؛ نظیر همان 5 ژنی که اساسا از باکتری می‌آیند که آنتی‌بیوتیک تولید می‌کنند.

این نگرش‌ها در عصر طلایی کشف آنتی‌بیوتیک‌ها کاملا موثر بودند، اما اکنون ورق برگشته و اوضاع بخوبی سال‌های گذشته نیست. به رغم تلاش‌های مستمری که از سوی شرکت‌های کوچک و بزرگ داروسازی جهان در 5 دهه گذشته درخصوص کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید انجام شده، کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید با افت فاحشی همراه بوده است. اما علت این مساله در چیست؟ پاسخ کاملا روشن است: از آنجا که بسیاری از میکروب‌های تولیدکننده آنتی‌بیوتیک از‌ هاگ‌هایی ناشی می‌شوند که در سراسر جهان منتشر می‌شوند، بسیاری از میکروب‌ها آنتی‌بیوتیک‌های مشابهی تولید می‌کنند. از این رو دانشمندان در سراسر دنیا به این نتیجه رسیده‌اند که باید از استرات‍ژی‌های جدیدی برای دستیابی به آنتی‌بیوتیک‌های جدید و موثر استفاده کرد.

بر خلاف اصل تقریبا پذیرفته شده‌ای که می‌گوید‌ پیشرفت‌های فناورانه، اغلب به تولد دوباره مقررات و دستورالعمل‌های قدیمی ‌منجر می‌شود، این گونه به نظر می‌رسد که کشف آنتی‌بیوتیک‌های جدید در آستانه رنسانس تاریخی قرار داشته باشد. در حال حاضر 2 استراتژی مختلف برای تولید آنتی‌بیوتیک وجود دارد: اصلاح آنتی‌بیوتیک‌های موجود و کشف نمونه‌های کاملا جدید که البته در هر 2 جبهه تلاش‌های گسترده‌ای در حال انجام است.

تلاش‌های تحقیقاتی در سال‌های اخیر همواره بر این نکته متمرکز بوده که آنزیم‌هایی کشف شوند که باکتری‌های بیماری‌زا برای ادامه حیات خود نیاز ضروری به آنها دارند. محققان امیدوارند مولکول‌هایی را شناسایی کنند که مانع از فعالیت این آنزیم‌ها می‌شوند و در نهایت از آنها به عنوان دارو استفاده کنند. این تلاش‌های امیدوارکننده در حالی انجام می‌شود که باکتری‌های بیماری‌زای خطرناک، همچنان در برابر آنتی‌بیوتیک‌های موجود در بازار مقاوم تر می‌شوند. اما نکته نگران‌کننده‌تر این است که سرعت افزایش این مقاومت به مراتب بیشتر از سرعت تلاش‌های اخیر محققان در تولید داروهای جدید است. آنتی‌بیوتیک‌هایی که در حال حاضر برای درمان بیماران مبتلا به باکتری‌های خطرناک بیماری‌زا به کار گرفته می‌شوند، به خاطر ایجاد اختلال در ساختار و عملکرد باکتری، هدف از پیش تعیین شده را عملی می‌کنند، اما نباید فراموش کرد که در نقطه مقابل باکتری نیز به شیوه‌های مختلف اثرگذاری دارو را مختل می‌کند. بسیاری از محققان این پرسش مهم و کلیدی را مطرح می‌کنند که در این نبرد کدام یک برنده نهایی خواهد بود؟ سرعت کشفیات پزشکی یا مقاوم تر شدن باکتری‌ها در برابر گونه مختلف آنتی‌بیوتیک‌ها؟