Сточные воды, реки и почвы — недостающее звено в проблеме устойчивости к антибиотикам

Ключ к борьбе с устойчивостью к антибиотикам может лежать не только в медицине (ограничении назначений и поиске новых препаратов), но и в управлении реками и почвами.

Учёные обнаруживают тревожные количества антибиотиков и устойчивых к ним бактерий в реках и сточных водах. Сейчас они разрабатывают методы для количественной оценки опасности, содержащейся в конкретном водоёме, что может подтолкнуть политиков к действиям.

Один из путей попадания остатков антибиотиков в окружающую среду — их выделение с фекалиями и мочой человека, говорит профессор Виллем ван Схайк из Университета Бирмингема. Вместе с лекарствами попадают и патогены, часть из которых уже устойчива к препаратам.

В более бедных странах более 80% сточных вод сбрасывается неочищенными. В столице Камерона Яунде доктор Блез Бугном изучает путь этих стоков: человеческие отходы часто попадают прямо в городские каналы, откуда фермеры берут воду для орошения культур, критически важных для снабжения города овощами.

Городское фермерство

Городское фермерство широко распространено в бедных странах и может обеспечивать до 40% продовольствия города и 90% потребности в овощах.

Доктор Бугном отмечает «тревожный» уровень устойчивых к антибиотикам инфекций в больницах Яунде. Его исследование канальной воды, используемой для орошения в городах Буркина-Фасо и Камеруна, показало присутствие множества генов, связанных с бактериями, вызывающими диарею у людей, и генов устойчивости к антибиотикам. Более 80 из этих генов известны своей лёгкой передачей между бактериями.

Поля, орошаемые неочищенными сточными водами, содержали больше антибиотиков и генов устойчивости, чем неорошаемые.

Больничные стоки

Ещё один мощный источник сточных вод, насыщенных устойчивостью, — больничная канализация. В Европе треть пациентов больниц в любой момент времени принимает антибиотики, в США — половина. Следовательно, нагрузка на сточные воды (как антибиотиками, так и устойчивыми бактериями) высока.

Профессор ван Схайк описывает больничную канализацию как трубу, где на стенках растёт целая бактериальная экосистема, адаптированная к жизни в присутствии высоких уровней антибиотиков.

Оценка риска

Доктор Лисандра Сепеда Мендоса, эксперт по геномике, изучает генетический материал микробов в этой экосистеме в рамках проекта ARCS. Она анализирует ДНК из бактерий и вирусов в образцах больничных сточных вод, выявляя гены устойчивости и элементы (например, фаги), способствующие их передаче.

Чтобы понять, насколько опасен образец, важно знать не только наличие генов устойчивости, но и их трансмиссивность. Эти данные, а также результаты других анализов больничных стоков, загружаются в модель машинного обучения, которая может определить силу угрозы устойчивости в конкретном источнике.

Успех этого подхода позволит сравнивать относительную опасность разных сред: рек рядом с фармацевтическими заводами или больницами, городских каналов и воды для орошения.

Профессор ван Схайк подчёркивает: «С помощью этого подхода мы сможем провести оценку риска для разных сред… Это может разрешить споры о вкладе различных практик в формирование устойчивости к антибиотикам». Он надеется, что исследование убедит политиков в необходимости инвестировать в устранение первопричин проблемы, а не только в улучшение лечения пациентов в больницах.