Загрязнение воздуха связано с глобальным ростом устойчивости к антибиотикам

Загрязнение воздуха все чаще признается в качестве серьезной глобальной угрозы здоровью. В исследовании, опубликованном недавно, подчеркивается потенциальный, но не замеченный путь распространения устойчивости к антибиотикам: воздух, которым мы дышим. Эта возникающая связь между загрязнением воздуха и устойчивостью к антибиотикам имеет критические последствия для общественного здравоохранения и жизнеспособности экосистем.

Только в 2019 году устойчивость к антибиотикам привела к более чем 1,27 миллионам смертельных случаев во всем мире. Прогнозы показывают, что к 2050 году устойчивость к противомикробным препаратам может привести к ошеломляющему числу смертей — до 10 миллионов в год, включая бактериальную устойчивость к антибиотикам. Эта серьезная ситуация является результатом неправильного использования антибиотиков, ускоряющих появление устойчивых бактерий, которые бросают вызов некогда эффективному медицинскому арсеналу.

В то время как загрязненные пищевые продукты и вода считались основными каналами распространения устойчивости к антибиотикам, новаторское исследование предполагает, что загрязнение воздуха может быть еще одним переносчиком. Исследование, проведенное совместно китайскими и британскими учеными, демонстрирует потенциальную связь между повышенной устойчивостью к антибиотикам и загрязнением воздуха.

Новаторское исследование, служащее основополагающим исследованием глобальной связи между усилением устойчивости к антибиотикам и загрязнением воздуха, имеет значительный вес. Опираясь на обширный обзор почти двадцатилетних исследований устойчивости к антибиотикам, передаваемым воздушно-капельным путем, исследователи изучили данные из 116 стран, включая США, Великобританию, Китай, Индию и Австралию. Эти исследования позволили получить представление о появлении устойчивых к антибиотикам бактерий или генов в атмосфере.

Особое внимание было уделено PM2,5 — опасным твердым частицам диаметром всего 2,5 микрометра, что составляет примерно 3% толщины человеческого волоса. Несмотря на свою невидимость невооруженным глазом, ТЧ2,5 легко вдыхается и представляет собой основной элемент загрязнения воздуха.

Исследование выявило тревожную корреляцию: по мере роста концентрации PM2,5 росла и устойчивость к антибиотикам. Каждое повышение уровня PM2,5 на 10% было связано с глобальным ростом устойчивости к антибиотикам на 1,1% и ошеломляющим числом смертей в 43 654 случаях, связанных с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам.

Географически регионы Северной Африки и Западной Азии демонстрировали самый высокий уровень устойчивости к антибиотикам, что отражалось на серьезном загрязнении ТЧ2,5. Напротив, Европа и Северная Америка, которые могут похвастаться более низкими средними уровнями загрязнения ТЧ2,5, сообщили об относительно более низких показателях устойчивости к антибиотикам.

Примечательно, что даже всего лишь 1%-ное повышение уровня PM2.5 во всех регионах соответствовало повышению устойчивости Klebsiella pneumoniae — бактерии, вызывающей инфекцию, — к различным антибиотикам, включая полимиксины, являющиеся последним средством. Эта бактерия, печально известная тем, что вызывает пневмонию, менингит и инфекции мочевыводящих путей, обычно процветает в больничных условиях.

Хотя клебсиелла обычно не передается воздушно-капельным путем, это открытие позволяет предположить, что загрязнение воздуха может непреднамеренно способствовать размножению устойчивых к антибиотикам бактерий в окружающей среде.

Хотя исследование не смогло установить причинно-следственную связь между загрязнением воздуха и устойчивостью к антибиотикам, оно выявило наличие генов устойчивости к антибиотикам в ДНК бактерий, выделенных из образцов воздуха. Это явление указывает на то, что PM2.5 может способствовать распространению устойчивых к антибиотикам бактерий и генов по воздуху.

Исследование не является исключением в связи с загрязнением воздуха и устойчивостью к антибиотикам. Предыдущие исследования также показали роль загрязнения воздуха в развитии лекарственно-устойчивого туберкулеза, вызываемого микобактериями туберкулеза. Эта бактерия уже выработала устойчивость ко многим антибиотикам.

Исследование, проведенное в Гонконге, еще больше подтверждает эту связь, выявляя корреляцию между воздействием PM2,5 на открытом воздухе и туберкулезом. В нем задокументировано, что повышенные уровни PM2,5 в зимний период коррелировали с 3%-ным всплеском заболеваемости туберкулезом в последующие весну и лето.

Несмотря на эти тревожные результаты, механизмы, лежащие в основе передачи устойчивости к антибиотикам воздушно-капельным путем в загрязненном воздухе, остаются загадочными. Перед исследователями стоит задача распутать эти хитросплетения в ходе будущих исследований.

Что очевидно из этого исследования, а также из предыдущих исследований, так это то, что PM2.5 может содержать устойчивые к антибиотикам бактерии и гены, потенциально проникающие в организм человека через дыхательную систему во время вдыхания. Кроме того, устойчивые к антибиотикам бактерии и их гены могут передаваться воздушно-капельным путем, выделяемым при кашле, чихании или даже разговоре.

Изменения окружающей среды, связанные с загрязнением воздуха, такие как повышенная температура и влажность, также могут способствовать размножению устойчивых бактерий. Однако для обоснования этих утверждений необходимы дальнейшие исследования.

Кроме того, исследователи должны изучить влияние других факторов, помимо PM2.5, которые способствуют устойчивости к антибиотикам. К ним относятся воздействие загрязняющих веществ, пищевые привычки, использование антибиотиков в животноводстве и последствия экологических катастроф.

Несмотря на неопределенность, связанную с точным механизмом того, как загрязнение воздуха способствует распространению устойчивости к антибиотикам, связь между этими двумя явлениями неоспорима. Более того, загрязнение воздуха негативно сказывается на многих аспектах здоровья, начиная от сердечно-сосудистых заболеваний и заканчивая нарушением функции легких. Эти выводы, несомненно, подкрепляют призыв к срочным глобальным усилиям по улучшению качества воздуха и сокращению загрязнения.