Требуется одно действие в области здравоохранения, поскольку экологические резервуары способствуют распространению устойчивых к лекарствам инфекций

Согласно новому обзору, который призывает к срочным, скоординированным действиям в отношении здоровья людей, животных и окружающей среды, устойчивость окружающей среды к противомикробным препаратам превращает реки, почвы и даже воздух в скрытые магистрали для «супербактерий». Авторы утверждают, что защита людей от инфекций, устойчивых к лекарствам, теперь зависит в такой же степени от очистных сооружений и ферм, как и от больниц.

Растущий экологический кризис «супербактерий»

Устойчивость к противомикробным препаратам (УПП) возникает, когда бактерии и другие микробы приобретают способность выживать под действием лекарств, которые когда-то их убивали, что затрудняет или делает невозможным лечение обычных инфекций. Всемирная организация здравоохранения уже называет УПП одной из самых серьезных глобальных угроз здоровью в этом столетии, при этом, по некоторым оценкам, в случае неудачи действий предупреждаются десятки миллионов смертей и огромные экономические потери.

Новое исследование показывает, что окружающая среда — это не просто пассивный фон. Реки, озера, почвы, океаны и даже воздух могут нести гены устойчивости и устойчивые бактерии, которые перемещаются между дикими животными, домашним скотом и людьми, помогая создать поистине глобальную сеть УПП.

Основные источники и скрытые резервуары

В обзоре выделены несколько основных экологических «горячих точек», где устойчивость накапливается и распространяется.

• Больничные и городские очистные сооружения действуют как центральные центры смешивания, сбор остатков антибиотиков, устойчивых патогенов и мобильных генетических элементов из домов и клиник. Традиционная очистка часто не может полностью удалить эти загрязнители, что позволяет генам устойчивости сохраняться в сточных водах и осадке сточных вод.?

• Животноводческие фермы и системы аквакультуры используют большие количества антибиотиков, обогащая гены устойчивости микробами кишечника животных и навозом, которые затем достигают почвы, сельскохозяйственных культур и окружающих вод.?

• Фармацевтические производственные предприятия могут сбрасывать отходы чрезвычайно высокие уровни как антибиотиков, так и генов устойчивости, что повышает риск распространения опасных признаков устойчивости.?

На этих участках гены устойчивости могут путешествовать автостопом по мобильным генетическим элементам, таким как плазмиды, что облегчает бактериям «обмен» признаками устойчивости и создание штаммов с множественной лекарственной устойчивостью.?

Почему традиционного мониторинга недостаточно

Большая часть эпиднадзора за УПП по-прежнему фокусируется на клинических образцах, однако авторы утверждают, что экологический мониторинг должен наверстать упущенное. Классические тесты, основанные на культурах, остаются важными, поскольку они позволяют определить, действительно ли бактерии выживают при воздействии антибиотиков, и предоставляют живые изоляты для дальнейшего изучения. Однако многие бактерии окружающей среды невозможно легко вырастить в лаборатории, и эти методы могут упустить большую часть существующей устойчивости.

Новые инструменты быстро меняют картину:

• Фенотипические методы, такие как проточная цитометрия и рамановская спектроскопия, могут отслеживать устойчивые клетки и перенос генов в сложных образцах в течение нескольких часов, не требуя культивирования.

• Генотипические методы, такие как высокопроизводительная количественная ПЦР, Анализы на основе CRISPR и метагеномное секвенирование позволяют обнаружить сотни генов устойчивости одновременно и определить, какие бактерии их несут.?

• Секвенирование с длинным чтением теперь позволяет исследователям реконструировать целые мобильные генетические элементы и точно видеть, как гены устойчивости организованы и перемещаются между хозяевами.?

"Идея ясна", — сказал ведущий автор Хуйлинь Чжан. «Ни один метод не может отразить полную картину устойчивости окружающей среды. Нам нужен комплексный надзор, который связывает то, что могут делать бактерии, с тем, какие гены они несут и где они распространяются».

Единое здоровье и более разумные меры по смягчению последствий

Обзор основан на концепции «Единое здоровье», которая подчеркивает, что здоровье человека, животных и здоровье окружающей среды тесно связаны между собой. Авторы предлагают бороться с УПП на двух фронтах, контролируя источники, чтобы уменьшить количество антибиотиков, устойчивых бактерий и генов устойчивости, попадающих в окружающую среду, а также контролировать процессы, чтобы перехватывать их на ключевых путях, таких как очистка сточных вод.

Меры по контролю источников включают более строгое управление использованием антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве, улучшение регулирования в регионах с низким и средним уровнем дохода и более чистое производство в фармацевтической промышленности. Авторы также подчеркивают новые «зеленые» решения, такие как усиление биоразложения антибиотиков, разработка более биоразлагаемых лекарств и альтернативные противомикробные препараты, такие как пептиды и фаги.

С точки зрения процесса решающее значение имеют улучшение очистки сточных вод и управления отходами. Обычная дезинфекция может уменьшить количество резистентных бактерий, но может оставить гены резистентности нетронутыми, особенно в потоках твердых отходов. Более продвинутые подходы, такие как гипертермофильное компостирование, усовершенствованное окисление, мембранные процессы, наноматериалы, методы лечения на основе бактериофагов, сконструированные бактерии, удаляющие ДНК, и инструменты на основе CRISPR, обещают, но требуют дальнейших исследований, оценки безопасности и снижения затрат.