Исследование показывает, что рост резистентности к антибиотикам связан с загрязнением окружающей средыИсследование показывает, что рост резистентности к антибиотикам связан с загрязнением окружающей среды
Согласно результатам исследования, 23% смертей, обусловленных резистентностью, можно было бы предотвратить, если бы соблюдались нормы ВОЗ по качеству воздуха.
Новое исследование, опубликованное в журнале The Lancet Planetary Health, обнаружило корреляцию между резистентностью к антибиотикам и загрязнением окружающей среды: чем больше загрязнен воздух, тем выше резистентность к антибиотикам. Однако авторы признают, что полученные ими результаты являются лишь ассоциацией; причинно-следственная связь не может быть установлена, и точные механизмы, объясняющие эту связь, не ясны. Тем не менее, исследователи утверждают, что снижение уровня загрязнения воздуха может способствовать уменьшению антибиотикорезистентности, и прогнозируют, что при соблюдении нормативов ВОЗ по качеству воздуха к 2050 году можно будет добиться снижения антибиотикорезистентности на 17%.
Люди могут заразиться резистентными бактериями через пищу или при непосредственном контакте с источниками инфекции, например, с животными. Они также могут заразиться через воду, почву или воздух. "Например, резистентные бактерии в больницах или на животноводческих фермах могут попасть в водоочистные сооружения или экосистемы и даже попасть из этих сред в атмосферу, [тем самым] подвергая людей ингаляционному воздействию", - пишут авторы в статье.
Воздух является фактором распространения резистентности к антибиотикам. В данном исследовании ученые сосредоточили внимание на одном из основных загрязнителей - мелкодисперсных частицах PM2.5. "Было показано, что [эти частицы] содержат различные резистентные бактерии и гены резистентности к антибиотикам, которые переносятся между средами и вдыхаются непосредственно человеком, вызывая поражения и инфекции дыхательных путей", - поясняют авторы.
Исходя из этого, они проанализировали имеющиеся данные по 116 странам за период с 2000 по 2018 год - всего было изучено девять патогенов и 43 лекарственных препарата - и обнаружили, что уровень загрязнения воздуха коррелирует с ростом антибиотикорезистентности. Например, повышение уровня PM2.5 на 1% связано с увеличением на 1,49% резистентности бактерий Klebsiella pneumoniae к карбапенемам. "В глобальном масштабе увеличение годового уровня PM2.5 на 10% может привести к увеличению совокупной резистентности к антибиотикам на 1,1% и к 43 654 преждевременным смертям, связанным с резистентностью", - говорится в статье. По результатам исследования был сделан вывод о том, что одной из причин преждевременных смертей в мире в 2018 году стала резистентность к антибиотикам, вызванная мелкодисперсными частицами PM2.5.
Авторы также обнаружили региональные различия. Африка и Азия - это те регионы, где увеличение концентрации PM2.5 может привести к наибольшему росту антибиотикорезистентности. Например, в Саудовской Аравии, по оценкам исследователей, увеличение PM2.5 на 10% означает рост резистентности бактерий на 3%.
По мнению исследователей, снижение уровня загрязнения воздуха может принести двойную пользу, поскольку позволяет предотвратить вредные последствия плохого качества воздуха. В ходе исследования было смоделировано несколько сценариев будущего, основанных на изменении ряда переменных, таких как качество воздуха, расходы на здравоохранение и использование антибиотиков. В результате исследования был сделан вывод, что если в ближайшие десятилетия (до 2050 г.) ничего не предпринимать, то резистентность к антибиотикам возрастет на 17%, а смертность по этой причине увеличится более чем на 56% во всем мире, особенно в странах Африки к югу от Сахары. Однако если удастся снизить уровень выбросов PM2.5 до 5 мкг/м³ - порогового значения, рекомендованного ВОЗ, - глобальная резистентность к антибиотикам может быть снижена на 16,8%, что позволит предотвратить 23,4% смертей, связанных с этим явлением, в 2050 году.
Механизм неясен
Исследователи признают ограниченность своего исследования. В частности, это касается данных, с которыми они работали, поскольку некоторые страны не предоставили всей необходимой информации. Эти недостатки могут повлиять на конечные результаты исследования. Авторы также утверждают, что причиной резистентности к антибиотикам могут быть и другие факторы: "дополнительные социальные, экономические и экологические факторы - такие как потребление пищи, использование ветеринарных антибиотиков, воздействие других загрязняющих веществ, экстремальные экологические события, привычки и обычаи - должны быть включены в исследование для всесторонней оценки [их] связи с антибиотикорезистентностью", - говорится в статье.
Авторы также отмечают, что еще один важный открытый вопрос исследования заключается в том, что "основной механизм влияния загрязнителей воздуха на антибиотикорезистентность пока неясен, и для проверки этой информации необходимы дополнительные медицинские данные". Ведущий автор исследования Чжэньчао Чжоу, научный сотрудник Школы наук об окружающей среде и ресурсах Чжэцзянского университета (Китай), признает ограниченность результатов исследования. Он уточнил, что "все мы знаем, что корреляция не означает причинно-следственную связь, и в интересах строгой науки мы говорим "может быть связана". В нашем анализе мы могли бы сказать, что корреляция между загрязнением воздуха и резистентностью к антибиотикам сильная и значимая".
Касаясь вопроса о том, как можно объяснить связь между загрязняющими частицами и резистентностью к антибиотикам, Чжоу говорит, что "точный механизм не ясен". Но он добавляет, что, "согласно имеющимся в литературе данным, основной механизм заключается в том, что высокая концентрация PM2.5 несет в себе больше бактерий и генов резистентности, и прямое воздействие этих веществ может привести к повышению резистентности к антибиотикам среди населения". Чжоу также отмечает, что уже было показано, что частицы PM2.5 "могут увеличивать проницаемость клеточных мембран, что повышает эффективность горизонтального переноса генов, ускоряя эволюцию и обмен элементами резистентности у бактериальных патогенов".
Больше вопросов, чем ответов
Далее он рассказывает, что пять лет назад он и его сотрудники отобрали сотню проб воздуха с содержанием PM2.5 в больницах, на фермах и в городах, а также образцы мокроты из дыхательных путей человека. "К своему удивлению, - отмечает он, - мы обнаружили, что количество генов резистентности в воздухе в PM2.5 было очень высоким". Эти гены резистентности, находящиеся в воздухе, как он объясняет, могли непосредственно попасть в организм человека. "Мы обнаружили, что в совокупности частицы PM2.5, находящиеся в воздухе и в помещении, способствовали появлению 7% генов резистентности в дыхательных путях пациентов больниц, что говорит о важном обмене между воздухом и комменсалами человека. Таким образом, мы предположили, что PM2.5 может влиять на антибиотикорезистентность, но в то время мы не знали, как именно. Теперь, используя большие глобальные данные, мы можем подтвердить, что PM2.5 оказывает значительное влияние на резистентность к антибиотикам", - утверждает он.
Хуан Пабло Хоркахада, директор службы инфекционных заболеваний больницы Hospital del Mar в Барселоне (Испания), называет это исследование "инновационным и провокационным", хотя и отмечает, что оно предполагает "сопоставление данных и выводы из совершенно разных баз данных". Он добавляет, что "уже было известно, что элементы, связанные с резистентностью к антибиотикам, могут перемещаться в воздушных частицах, но это интересное сообщение", - считает он. Он утверждает, что если причинно-следственная связь между загрязнением и резистентностью к антибиотикам подтвердится, то влияние на будущее резистентных микроорганизмов может оказаться даже более значительным, чем предполагалось. "Антимикробная резистентность нас очень беспокоит, и это беспокойство растет. Мы уже не знаем, какие антибиотики использовать для лечения некоторых инфекций. Это вызывает серьезную озабоченность, поскольку [мы наблюдаем это явление]... в клиниках, первичной медицинской помощи и ветеринарии", - говорит он.
Кевин МакКонвей, профессор прикладной статистики Открытого университета Великобритании, сообщил, что "интерпретация [этих результатов] требует большой осторожности". Он отмечает, что, хотя авторы обнаружили "интересные корреляции и ассоциации, остаются вопросы относительно причинно-следственных связей". МакКонвей, не принимавший участия в исследовании, указывает, что данные получены по странам в целом, но качество воздуха может сильно различаться, например, в пределах одного региона, и средние результаты могут не отражать ситуацию в целом.
Он также отмечает, что "вполне вероятно, что существуют и другие возможные факторы, по которым не удалось собрать данные, и не исключено, что в причинно-следственной связи с уровнем антибиотикорезистентности в той или иной стране действуют и другие факторы". Он подчеркивает, что "в целом анализ данных наблюдений и моделирование показывают, что, возможно, стоит глубже изучить роль загрязнения воздуха в отношении резистентности к антибиотикам, но на данном этапе остается большая неопределенность в отношении того, что происходит на самом деле. Я бы сказал, что новое исследование ставит больше вопросов, чем дает ответов".
