Frontiers for Young Minds

Frontiers for Young Minds
תפריט
רעיון מרכזי בריאות האדם פורסם: 24 בפברואר, 2022

חיידקי-על בינינו: מי הם, ומה אתם יכולים לעשות כדי לסייע במאבק?

תַקצִיר

אנטיביוטיקה היא תרופה בסיסית שמשמשת לטיפול במחלות שנגרמות על ידי חיידקים. חיידקים הם מיקרואורגניזמים זעירים (אשר נקראים מיקרובים) שאפשר למצוא בגוף שלנו, בחיות ובסביבה. מרבית החיידקים הם מועילים, כך שאנטיביוטיקה משמשת להרוג רק חלק מהחיידקים – אלה שיכולים לגרום למחלות. אולם מאז התגלית של האנטיביוטיקה הראשונה, חיידקים גורמי מחלות מצאו דרכים לשרוד, רכשו עמידוּת לאנטיביוטיקה, ואפילו הפכו לחיידקי-על. חיידקי-על הם אחד האיומים החשובים ביותר לבריאות האנוֹשוּת כיום, כך שצריך למנוע את התפתחותם ולשלוט בהם. במאמר הזה, נספר לכם על ההיסטוריה של אנטיביוטיקה, על עלייתם של חיידקי-העל, ועל מה אתם יכולים לעשות כדי להצטרף למאבק נגדם.

חיידקי-על? אנחנו אפילו לא יודעים מהם חיידקים רגילים…

כדי להבין מהם חיידקי-על, עלינו ראשית להבין מהו מיקרוב רגיל. מיקרובים הם אורגניזמים זעירים שניתן לראות באמצעות מיקרוסקופ, ושנמצאים כמעט בכל מקום. חיידקים, וירוסים, פטריות ופרוטוזואה הם סוגים שונים של מיקרובים. אם תסתכלו ברחבי הבית שלכם אתם תראו שהצמחים, החיות, המזון ואפילו אתם – מלאים בהם. אבל אל תיכנסו לפאניקה! מרבית המיקרובים למעשה מסייעים לנו. לדוגמה, חלק מהמיקרובים שחיים במעיים שלנו מבצעים תפקידים חשובים בעיכול המזון שאנו אוכלים. מיקרובים אחרים שחיים בסביבה הכרחיים לייצור סוגי מזון מסוימים. גבינה ויוגורט, למשל, נוצרים כאשר מיקרובים גדלים בחלב [2 ,1].

אולם ישנם גם מיקרובים רעים בעולם. המיקרובים האלה יכולים לגרום לנו לחלות, ואפילו לסכן את חיינו. אם תחקרו את ההיסטוריה של הציוויליזציה האנושית, ישנן הרבה מחלות שנגרמו על ידי סוגי מיקרובים שונים שהובילו למותם של מיליוני בני אדם. דוגמאות מדהימות לכך הן הַשַּׁפַּעַת הספרדית (שנגרמה על ידי וירוס) בראשית המאה העשרים, והמגפה השחורה (שנגרמה על ידי חיידק) באמצע המאה הארבע-עשרה. מעריכים שיחד, שתי המחלות האלה הרגו בסביבות 300 מיליון בני אדם [3].

מאחר שיש להם יכולת פוטנציאלית להרוג כל כך הרבה אנשים, אנו צריכים למצוא דרכים לשלוט בהתפשטות של מיקרובים רעים. הדרך היעילה ביותר לעשות את זה תלויה בסוג המיקרוב שגורם את המחלה. במאמר הזה אנו נתמקד בחיידקים, ואחת הדרכים היעילות ביותר לטפל במחלות שנגרמות על ידי חיידקים היא באמצעות שימוש בתרופה שנקראת אנטיביוטיקה. פירוק המילה אנטיביוטיקה יכול לסייע לנו להבין את המשמעות שלה – אנטי, כלומר נגד; וביוטיקה – כלומר שקשור ליצורים חיים. במקרה הזה, היצורים החיים מתייחסים לחיידקים, מאחר שאנטיביוטיקה בדרך כלל אינה יעילה כנגד סוגים אחרים של מיקרובים (וירוסים, פטריות, או פרוטוזואה). אולם האם אתם יודעים כיצד האנטיביוטיקה התגלתה?

גילוי הפניצילין ומהפכת האנטיביוטיקה

אלכסנדר פלמינג היה רופא-מדען בריטי שהתעניין בחֵקֶר חיידקים אחרי שהוא חזר ממלחמת העולם הראשונה, שם הוא צפה בכמה חיילים שמתו מזיהומים חיידקיים. אחרי המלחמה הוא נהפך לפרופסור לבקטריולוגיה (המדע שחוקר חיידקים) בבית החולים סיינט מרי בלונדון, בריטניה. הוא חקר חיידק שנקרא סטפילוקוקוס, שיכול לגרום למגוון זיהומים. כדי לחקור את הסטפילוקוקוס, פלמינג היה צריך לגדל אותם במעבדה. הוא השתמש בצלחת (כלי מעגלי ושטוח שעשוי מזכוכית או מפלסטיק) שמלאה במדיום מזין המאפשר גדילה של מיקרובים [4].

יום אחד בשנת 1928, פלמינג הבחין במיקרוב אחר שגדל בצלחת שלו – פטרייה שנקראת פניצילום. הפטרייה הזו אינה מזיקה לבני אדם, ולעיתים קרובות אפשר למצוא אותה באדמה ועל גבי מזון מקולקל. פלמינג הבחין שבמקום שבו הפטריות גדלו, חיידקים לא גדלו. באופן כלשהו, הפטריות ייצרו משהו שהרג את הסטפילוקוקוס (ראו איור 1). הממצא המקרי הזה הוביל לגילוי של האנטיביוטיקה הראשונה, פניצילין, שקרויה על שם המיקרוב שמייצר אותה.

איור 1 - ייצוג של צלחות התרבית של אלכסנדר פלמינג, שסייעו לו לגלות את האנטיביוטיקה הראשונה – הפניצילין.
  • איור 1 - ייצוג של צלחות התרבית של אלכסנדר פלמינג, שסייעו לו לגלות את האנטיביוטיקה הראשונה – הפניצילין.
  • פניצילין מיוצרת על ידי פטריות הפניצילום. משמאל: צלחת עם חיידקי סטפילוקוקוס (באדום). שימו לב שהחיידקים יכולים לגדול טוב בכל הצלחת. מימין: צלחת עם חיידקי סטפילוקוקוס (באדום) ופטריות פניצילום (בירוק). שימו לב שהחיידקים לא יכולים לגדול סביב לפטריות בחלק העליון של הצלחת.

בשנת 1941, פניצילין שימשה בפעם הראשונה לטפל בזיהום חיידקי בבן אדם. פניצילין הייתה לתרופה בסיסית במלחמת העולם השנייה, וסייעה למנוע את מותם של חיילים רבים. זו הייתה תחילתה של “מהפכת האנטיביוטיקה”. אחרי תגלית הפניצילין, מדענים גילו שהרבה מיקרובים אחרים מסוגלים לייצר סוגים שונים של אנטיביוטיקה. מרבית המיקרובים האלה חיים באדמה ואינם מזיקים לבני אדם, והם מייצרים אנטיביוטיקה שמגינה עליהם מפני מיקרובים אחרים באדמה, או שמסייעת להם להתחרות על מקום בסביבה.

בין השנים 1940 ו-1970, התגלו כמה אנטיביוטיקות, ומחלות חיידקיות טופלו בקלות באמצעות התרופות האלה. אנשים אפילו חשבו שיגיע יום שבו האנושות תיפטר מחיידקים רעים לנצח! אולם זה לא בדיוק מה שקרה...

עלייתם של חיידקי-העל

חיידקים הם אורגניזמים חיים. כמו שבני אדם התפתחו במהלך 3 מיליון השנים האחרונות ונלחמו לשרוד אל מול השינויים שהתרחשו בעולם, כך עשו גם חיידקים. כשאנטיביוטיקה התחילה להיות בשימוש נרחב לטיפול בזיהומים, חיידקים התחילו למצוא דרכים לשרוד, על ידי רכישת עמידוּת לאנטיביוטיקה.

אולם כיצד חיידקים יכולים להפוך עמידים בפני אנטיביוטיקה? בואו נזכור שאנטיביוטיקה היא מוצר טבעי של חלק מהמיקרובים. לכן, הגיוני שמיקרובים שמייצרים אנטיביוטיקה באופן טבעי גם עמידים בפניה באופן טבעי. משמעות הדבר היא שעמידות לאנטיביוטיקה היא ותיקה כמו האנטיביוטיקה עצמה, והיא תמיד התקיימה בטבע.

אם כן, כאשר אנטיביוטיקה הייתה בשימוש רב מדי לעיתים תכופות מדי, וכל אוכלוסיית החיידקים נפגעה, רק החיידקים שהיה להם “סוֹתְרָן” (אנטידוֹט), שנקרא עמידות אנטיביוטיקה, שרדו. חלק מהחיידקים רוכשים עמידוּת לאנטיביוטיקה מהטבע, והחיידקים העמידים האלה לאחר מכן שורדים ומתחילים דור חדש של חיידקים. הדור החדש יהיה עמיד כולו לסוג האנטיביוטיקה המסוים הזה (ראו איור 2). משמעות הדבר היא שהאנטיביוטיקה כבר לא תעבוד כטיפול בזיהומים שנגרמים על ידי החיידקים האלה. אולם זה בסדר כיוון שגילינו סוגים שונים של אנטיביוטיקה, נכון?

איור 2 - כיצד חיידקים יכולים להיעשות עמידים בפני אנטיביוטיקה, ולהפוך לחיידקי-על.
  • איור 2 - כיצד חיידקים יכולים להיעשות עמידים בפני אנטיביוטיקה, ולהפוך לחיידקי-על.
  • בנוכחות של אנטיביוטיקה (משמאל), רק החיידקים שיש להם סותרן (עמידות לאנטיביוטיקה) ישרדו (החיידקים הכחולים באמצע). לאחר מכן, החיידקים האלה שעמידים בפני אנטיביוטיקה יתרבו וייצרו עוד חיידקים עמידים (מימין).

טעות! חלק מהחיידקים יכולים להיות עמידים בו-בזמן להרבה סוגי אנטיביוטיקה, מה שהופך אותם לחיידקי-על, שעבורם עשויה שלא להיות אנטיביוטיקה מתאימה בזמן הקרוב. באופן מעניין, אחד מחיידקי-העל שהתפשטו בקרב בני אדם היה הסטפילוקוקוס, אותו החיידק שהוביל לגילוי הפניצילין כמה עשורים קודם לכן.

בהתחלה, חיידקי-על היוו איום רק בבתי חולים. מאחר שישנם כל כך הרבה מטופלים בבתי חולים, וסוגים שונים של אנטיביוטיקה משמשים לטיפול בזיהומים שונים, חיידקי-על יכולים לשרוד בקלות ולהיות מועברים מאדם אחד לאחר בסביבת בית החולים. אולם חיידקי-על נמצאים כיום בכל מקום. הם נמצאו אצל אנשים בריאים מחוץ לבתי חולים, בחיות ובסביבה. לא משנה היכן הם נמצאו, ההופעה של חיידקי-על התרחשה בגלל השימוש הנרחב באנטיביוטיקה. אצל חיות משק, למשל, ניתנת אנטיביוטיקה כדי למנוע זיהומים ולטפל בהם, וכדי לעודד גדילה מהירה יותר. חיידקי-על מחיות ומהסביבה יכולים להיות מועברים לבני אדם או דרך מגע ישיר או על ידי אכילת מזון מזוהם [75].

כיצד אנו יכולים להביס חיידקי-על, ולמה שתעזרו?

אם חיידקי-על עמידים בפני אנטיביוטיקה שנמצאת כיום בשימוש, למה מדענים לא פשוט מגלים אנטיביוטיקה חדשה? לרוע המזל, זה לא כל כך פשוט. התהליך של גילוי אנטיביוטיקה חדשה בטבע, וייצור הרבה ממנה כך שניתן יהיה לתת אותה לאנשים, הוא מורכב, צורך זמן רב, ויקר מאוד.

לכן, כיום אנו ניצבים בפני תרחיש מאתגר ומטריד. אנשים שמזוהמים על ידי חיידקי-על בדרך כלל דורשים טיפול יקר, באמצעות תרופות שהן רעילות יותר מאנטיביוטיקה, והם נשארים בבית חולים במשך זמן רב. לרוע המזל, האנשים האלה לעיתים קרובות נפטרים. ארגון הבריאות העולמי מעריך שעד שנת 2050, זיהומים שנגרמים על ידי חיידקי-על יעלו בסביבות 84 מיליארד דולר ויהיו אחראיים למותם של כמעט 10 מיליון בני אדם ברחבי העולם בכל שנה, מה שמהווה נטל כבד יותר מסרטן [75].

מאחר שגילוי אנטיביוטיקה חדשה הוא מטלה קשה ואיטית, הפעולה החשובה ביותר שאנו צריכים לעשות כדי לשלוט בחיידקי-על היא להפחית את השימוש הלא הכרחי באנטיביוטיקה במטרה להפסיק את התפשטות החיידקים העמידים. כיום ידוע ששליטה בהתפשטות של חיידקי-על בבני אדם תלויה בשליטה בחיידקי-על בחיות, במזון ובסביבה כולה. משמעות הדבר היא שכולם צריכים להיות מעורבים במאבק הזה: רופאים, וטרינרים, מדעני סביבה, מומחי מזון, ואתם!

פעולה חשובה אחת שכולנו יכולים לעשות היא להשתמש באנטיביוטיקה בצורה נכונה, ורק כאשר היא נדרשת. אנו צריכים לדבוק באנטיביוטיקה שקיבלנו במרשם מרופא; לקיחת אנטיביוטיקה ללא מרשם לגמרי אינה מומלצת. כמו כן, אסטרטגיות בריאות פשוטות אחרות יכולות לסייע לשלוט בחיידקי-על. אלה כוללות התחסנות; גישה למים נקיים; תברואה בסיסית; היגיינה טובה; הכנת מזון נכונה ושטיפת ידיים ראויה.

במה שנוגע לטיפול באנשים שזוהמו על ידי חיידקי-על, מדענים מחפשים ומעריכים חלופות שאינן אנטיביוטיקה, כולל תרופות שונות מגניבות ביותר. אלה כוללות שימוש בווירוסים מסוימים (שנקראים בקטריופאגים) אשר יכולים להרוג חיידקים. אף על פי שהם נראים מבטיחים, רבים מהטיפולים החלופיים האלה עדיין נמצאים בשלבי מחקר ואינם זמינים בפועל. הדרך עשויה להיות עוד ארוכה, אולם כולנו צריכים לעשות מה שאנו יכולים היום אם אנו רוצים לנצח במאבק כנגד חיידקי-על.

מילון מונחים

חיידקי-על (Superbugs): חיידקים שיש להם נשקים רבים להילחם כנגד אנטיביוטיקה, ולכן הם עמידים בפניה.

מיקרובים (Microbes): אורגניזמים זעירים חיים שאפשר לראות רק באמצעות מיקרוסקופ, אשר נמצאים בנו, בחיות ובסביבה.

חיידקים (Bacteria): סוג אחד של מיקרובים. חיידקים עם עמידות לאנטיביוטיקה הפכו לחיידקי-על מסוכנים.

אנטיביוטיקה (Antibiotics): תרופה שמשמשת לטיפול במחלות שנגרמות על ידי חיידקים.

פניצילין (Penicillin): האנטיביוטיקה הראשונה שהתגלתה בשנת 1928 על ידי אלכסנדר פלמינג. האנטיביוטיקה נקראה על שם המיקרוב שמייצר אותה, פטרייה בשם פניצילום.

עמידוּת לאנטיביוטיקה (Antibiotic Resistance): כאשר חיידקים לא נהרגים על ידי אנטיביוטיקה; כלי הנשק שמשמש חיידקים לשרוד אנטיביוטיקה.

הצהרת ניגוד אינטרסים

המחברים מצהירים כי המחקר נערך בהעדר כל קשר מסחרי או פיננסי שיכול להתפרש כניגוד אינטרסים פוטנציאלי.


מקורות

[1] Sassone-Corsi, M., and Raffatellu, M. 2015. No vacancy: how beneficial microbes cooperate with immunity to provide colonization resistance to pathogens. J. Immunol. 194:4081–7. doi: 10.4049/jimmunol.1403169

[2] Colombo, M., Todorov, S. D., Eller, M., and Nero, L. A. 2018. The potential use of probiotic and beneficial bacteria in the Brazilian dairy industry. J. Dairy Res. 85:487–96. doi: 10.1017/S0022029918000845

[3] Tognotti, E. 2013. Lessons from the history of quarantine, from plague to influenza A. Emerg. Infect. Dis. 19:254–9. doi: 10.3201/eid1902.120312

[4] Aldridge, S., Parascandola, J., and Sturchio, J. L. 1999. The Discovery and Development of Penicillin 1928–1945. The Alexander Fleming Laboratory Museum, London, UK, November 19, 1999: An International Historic Chemical Landmark. London: Royal Society of Chemistry and American Chemical Society.

[5] Centers for Disease Control and Prevention. 2013. Antibiotic Resistance Threats in the United States. Available online at: https://www.cdc.gov/drugresistance/pdf/ar-threats-2013-508.pdf

[6] World Health Organization. 2017. Global Priority List of Antibiotic-Resistant Bacteria to Guide Research, Discovery, and Development of New Antibiotics. Available online at: https://www.who.int/medicines/publications/WHO-PPL-Short_Summary_25Feb-ET_NM_WHO.pdf?ua=1

[7] Van Puyvelde, S., Deborggraeve, S., and Jacobs, J. 2018. Why the antibiotic resistance crisis requires a One Health approach. Lancet Infect. Dis. 18:132–4. doi: 10.1016/S1473-3099(17)30704-1