שיטה חדשה תאפשר לרופאים להתאים בתוך שעה וחצי בלבד את התרופה המועילה ביותר לחולים בזיהומים חיידקיים – ולהציל חיים
מדענים מאוניברסיטת וושינגטון פיתחו שיטה שמאפשרת לקבוע את מידת הרגישות של חיידקים לאנטיביוטיקה בפחות משעה וחצי – זמן קצר משמעותית מהשיטות המקובלות, שדורשות בין יממה לשלושה ימים. השיטה תאפשר לרופא לבחור בזמן אמת את הטיפול המתאים ביותר לחולה, ולהפחית את היווצרותם של חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
מדי יום עומדים רופאים בפני ההחלטה איזו תרופה אנטיביוטית לרשום לחולה שנדבק במחלה זיהומית. לעיתים מצב החולה מידרדר במהירות והרופאים נדרשים לקבל החלטה דחופה. חשוב לבחור באנטיביוטיקה מתאימה, שתפגע בחיידק ותרפא את החולה, אך השיטות המקובלות כיום לבחינת מידת הרגישות של החיידק לאנטיביוטיקה לא מאפשרות לרופא לבצע בחירה מושכלת שכן דרוש בהן זמן רב עד שמתקבלות תוצאות. בלית ברירה, רופאים נאלצים לבחור תרופה בניחוש מושכל. לפיכך אין פלא שבמקרים רבים הטיפול אינו יעיל, במיוחד אם החולה נדבק במהלך אשפוזו באחד החיידקים העמידים לאנטיביוטיקה הנפוצים מאוד בבתי חולים.
עמידות לאנטיביוטיקה
אנטיביוטיקה היא חומר שהורג חיידקים ביעילות או מעכב את התרבותם, והיא הטיפול העיקרי נגד מחלות זיהומיות ממקור חיידקי. כשאנו חושפים חיידקים לאנטיביוטיקה הם עשויים לפתח עמידות נגדה בתהליך טבעי. שינויים קלים (מוטציות) נוצרים כל הזמן ב-DNA של החיידק וחלקם מאפשרים לו לפרק או לסלק את מולקולות התרופה, וכך מעניקים לו עמידות לאנטיביוטיקה ומאפשרים לו להמשיך להתרבות בגוף ולגרום נזקים נוספים.
בעשרות השנים האחרונות נעשה שימוש נרחב באנטיביוטיקה שלא לצורך או במינון לא מתאים, ובעקבות זאת עלתה שכיחות הופעתם של חיידקים עמידים. אנו עדים כיום למצב שבו הטיפול האנטיביוטי הולך ומאבד מיעילותו נגד סוגי החיידקים שבהם פגע ביעילות בעבר, ומגוון אפשרויות הטיפול נגד זיהומים הולך ומצטמצם. יש חיידקים עמידים לכמה אנטיביוטיקות יחד וקצתם אף עמידים בפני כמעט כל האנטיביוטיקות הקיימות. המשך התהליך עלול להשאיר אותנו חסרי אונים מול זיהומים נפוצים ופשוטים, כפי שהיה בעידן שקדם לגילוי האנטיביוטיקה.
בבתי חולים התופעה חריפה אף יותר, כי מגוון הזנים העמידים לאנטיביוטיקה שם גדול במיוחד וכך גם שכיחותם, והם מסכנים את חיי המטופלים. סכנת ההדבקה גבוהה במיוחד במהלך ניתוח או אחריו. גם מושתלי איברים וחולי סרטן שמקבלים תרופות כימותרפיות פגיעים יותר לזיהומים מכיוון שהטיפולים האלה פוגעים בפעילות מערכת החיסון. מטופלים כאלה עלולים למצוא את עצמם מול שוקת שבורה אם יידבקו בחיידק שאין נגדו אנטיביוטיקה יעילה. טיפולי דיאליזה ומחלות כרוניות כמו סוכרת מחלישים גם הם את מערכת החיסון ומעמידים את החולים בסיכון יתר לזיהומים.
על פי דו"ח מבקר המדינה, בשנת 2012 לבדה מתו בישראל 6000-4000 חולים מזיהומים בחיידקים עמידים לאנטיביוטיקה.
ברחבי העולם מתים מדי שנה כ־700 אלף איש מעמידות מיקרוביאלית לתרופות. דו"ח שפורסם בבריטניה חוזה כי אם לא יפותחו תרופות אנטיביוטיות יעילות חדשות או שיימצאו חלופות טיפוליות אחרות, מספר המתים העולמי כתוצאה מעמידות זו יזנק עד שנת 2050 לכעשרה מיליון בשנה.
תופעת העמידות לאנטיביוטיקה הולכת ומתרחבת ומסכנת את בריאות האנושות. חיידקים עמידים לאנטיביוטיקה בביו-פילם | אילוסטרציה: Kateryna Kon, Shutterstock
כדי לספק לחולה טיפול מיטבי רצוי להתחיל את הטיפול התרופתי מוקדם ככל האפשר ולבחור באנטיביוטיקה המתאימה ביותר נגד החיידק הפוגע. לשם כך צריך לבדוק את מידת הרגישות שלו לתרופה. בשיטה הקיימת היום בדיקה כזו אורכת אפילו עד שלושה ימים, כיוון שמבודדים את החיידק מרקמות החולה ומגדלים אותו במעבדה בנוכחות כמה סוגי אנטיביוטיקה. לעיתים מתחילים במתן אנטיביוטיקה לפני קבלת תוצאות הבדיקה, ובדיעבד מתברר שהטיפול שקיבל החולה אינו מתאים, אינו יעיל ואולי אף מיותר.
במחקר החדש שפורסם בכתב העת Biosensors and Bioelectronics, הציגו החוקרים שיטה חדשה שמעריכה במהירות את רגישות החיידקים לסוגים שונים של אנטיביוטיקה. השיטה, READAS (ראשי תיבות באנגלית של "בדיקה אלקטרוכימית מהירה לזיהוי רגישות אנטיביוטית") מבוססת על מדידת תנועת האלקטרונים על הדופן החיצונית של החיידק, שמעידה כי תהליכי חילוף החומרים של החיידק תקינים. חיידקים שחילוף החומרים שלהם נשאר תקין לאחר החשיפה לאנטיביוטיקה נחשבים עמידים לה, והיא לא תתאים לטיפול בחולה.
התשובה המהירה בשיטה החדשה מתאפשרת משום שהיא אינה דורשת גידול של החיידקים בתרבית, כמו השיטות הקודמות, אלא מבוססת על מדידת השפעתה של התרופה על תהליכי חילוף החומרים והנשימה של החיידק. את התהליכים האלה קל יחסית למדוד במהירות וכך לתת לרופאים מידע חיוני בזמן אמת.
השיטה מבוססת על מדידת תהליך הנשימה התאית בחיידק. בתהליך זה החיידק, כמו תאים אחרים, מפרק תרכובות אורגניות לחומרים המספקים לו אנרגיה זמינה, תוך כדי תגובת חמצון הכרוכה במעבר אלקטרונים בין חומרים. באמצעות אלקטרודות רגישות ומערכת מדידה מתוחכמת, הצליחו החוקרים למדוד את מעבר האלקטרונים, וכך להתחקות אחר רמת התפקוד של החיידק ולהבין אם האנטיביוטיקה פוגעת בו. כדי להצליח במדידה נדרשו החוקרים להתגבר על קושי להעביר אלקטרונים ישירות מהחיידק לאלקטרודת המדידה. לשם כך השתמשו בחומר מתווך שנשא אלקטרונים מחלבוני הדופן של החיידקים אל מכשיר המדידה.
החוקרים ניסו את השיטה החדשה על ארבעה מהחיידקים הנפוצים בבתי חולים, ביניהם אי.קולי (Escherichia coli), וסטפילוקוק זהוב (Staphylococcus aureus) ועל ארבעה סוגי אנטיביוטיקה. הם מצאו כי השיטה מאפשרת לבדוק את מידת רגישות החיידקים למגוון אנטיביוטיקות בעלות מנגנוני פעולה שונים. בהתאם לממצאים קבעו החוקרים מדד רגישות שמאפשר לקבוע עד כמה כל חיידק רגיש לאנטיביוטיקה מסוימת או עמיד לה. כשהשוו את התוצאות לאלה שנמצאו במבדקי הרגישות הרגילים גילו כי השיטה החדשה אמינה ומדויקת.
"הרעיון הוא לתת לרופאים תוצאות מהירות כדי שיוכלו להחליט בזמן קצר החלטות מתאימות לגבי הטיפול", הסביר דאגלס קול (Call), אחד ממחברי המאמר.
השיטה מאפשרת למדוד אותות אלקטרוכימיים מהחיידק ולזהות עמידות לאנטיביוטיקה בפחות מתשעים דקות. מפתחי השיטה מאוניברסיטת וושינגטון סטייט | צילום: WSU
מעבר לחיסכון המשמעותי בזמן שמציעה השיטה, היא מספקת מדד לתהליכי חילוף חומרים הקיימים אצל כל החיידקים, ולכן יישום השיטה אינו מוגבל למין מסוים של חיידק או למנגנון פעולה ספציפי של אנטיביוטיקה. החוקרים מקווים לשפר את רמת דיוק המדידה ולקצר את הזמן הדרוש לקבלת תוצאה. המטרה היא ליצור מכשיר מדידה שיהיה זמין בכל מרפאה ויאפשר לבחור במהירות לכל חולה את הטיפול המתאים ביותר, וכך לצמצם את התפתחותם של חיידקים עמידים עקב טיפולים לא מתאימים.
