污水 河流和土壤為抗生素耐藥性提供了缺失的聯(lián)系

如果您認(rèn)為擊敗抗生素耐藥性的關(guān)鍵只是減少醫(yī)生開處方，讓科學(xué)家找到新的候選藥物，那您可能是錯(cuò)的。在管理我們的河流和土壤方面，根本解決方案可能遠(yuǎn)非醫(yī)學(xué)。

這是科學(xué)家的觀點(diǎn)，他們發(fā)現(xiàn)了過去十年來河流和廢水中令人不安的抗生素和抗藥性細(xì)菌數(shù)量?，F(xiàn)在，他們正在開發(fā)量化任何特定水域中所包含危險(xiǎn)的技術(shù)，并且他們希望這可以促使決策者采取行動(dòng)。

英國(guó)伯明翰大學(xué)微生物學(xué)和感染學(xué)專家威廉·范·舍克教授(Willem van Schaik教授)說，抗生素殘留物進(jìn)入環(huán)境的一種方式是人們將它們從糞便和尿液中排泄出去。不僅是藥物：引起抗生素感染的病原菌也會(huì)搭便車-其中一部分對(duì)藥物有抵抗力。

在較貧窮的國(guó)家，超過80%的污水未經(jīng)處理就排放到環(huán)境中。在喀麥隆首都雅溫得，雅溫得大學(xué)的環(huán)境微生物學(xué)家Blaise Bougnom博士一直在拼湊一條特定的污水處理路線：人類廢物經(jīng)常直接進(jìn)入城市的運(yùn)河，城市農(nóng)民從那里取水灌溉重要的農(nóng)作物用于城市居民的蔬菜供應(yīng)。

都市農(nóng)業(yè)

在較貧窮的國(guó)家中，城市農(nóng)業(yè)普遍存在，在路邊，排水渠，回旋處和公園中種植蔬菜。它可以提供一個(gè)城市40%的糧食供應(yīng)，以及高達(dá)90%的蔬菜需求。

布諾姆醫(yī)生說，雅溫得醫(yī)院的抗生素耐藥性感染呈“令人警覺”的水平。

他說：“我與一些醫(yī)生討論過。” “我開始認(rèn)為我們?cè)谂R床環(huán)境中所看到的與環(huán)境中所發(fā)生的事情之間可能存在某種聯(lián)系。然后，我開發(fā)了這個(gè)項(xiàng)目，研究了廢水傳播AMR(抗菌素耐藥性)的潛力。”

在伯明翰大學(xué)期間，他開始研究，研究喀麥隆瓦加杜古，布基納法索，雅溫得和恩加德雷等城市的灌溉用水。他分析了水中存在的基因，并發(fā)現(xiàn)了許多與引起人類腹瀉的細(xì)菌有關(guān)的基因。他還發(fā)現(xiàn)了許多與抗生素抗性有關(guān)的基因，其中包括80多個(gè)已知容易在細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移的基因，以及能夠轉(zhuǎn)移它們的實(shí)體(例如質(zhì)粒)。

然后，他比較了這些城市中的城市田地，發(fā)現(xiàn)原水灌溉的田地比未灌溉的田地?fù)碛懈嗟目股睾涂剐曰颉?/p>

他說：“這是非常悲慘的，因?yàn)楸緛砜梢詭砗芏嘟鉀Q方案的(城市農(nóng)業(yè))，實(shí)際上也可能帶來很多問題。”

載有大量耐藥性廢水的另一個(gè)有效來源可能是醫(yī)院污水。

van Schaik教授表示，在世界范圍內(nèi)，醫(yī)院中的抗生素使用量可能會(huì)更高-在歐洲，三分之一的住院患者在任何時(shí)間都在服用抗生??素，而美國(guó)的這一數(shù)字是一半。因此，廢水(包括抗生素和抗藥性細(xì)菌)的負(fù)荷可能很高。

van Schaik教授說：“您可以將它(醫(yī)院的污水處理系統(tǒng))視為管道，整個(gè)細(xì)菌生態(tài)系統(tǒng)都在墻壁上生長(zhǎng)。” “這些生態(tài)系統(tǒng)將經(jīng)過優(yōu)化，以在流經(jīng)這些系統(tǒng)的污水條件下生長(zhǎng)，并且由于抗生素的水平很高-幾乎比其他任何地方都高-這些細(xì)菌將在高水平的抗生素存在下適應(yīng)生活”。

目前尚不清楚廢水的負(fù)荷量，以及因此面臨的問題的大小，但未知的是基因組學(xué)專家，范·謝克教授的同事Lisandra Zepeda Mendoza博士希望通過研究這種細(xì)菌的遺傳物質(zhì)來改變這種狀況。該名為ARCS的生態(tài)系統(tǒng)中的微生物。

有風(fēng)險(xiǎn)

她一直在分析從醫(yī)院污水罐中發(fā)現(xiàn)的各種細(xì)菌和病毒的DNA，尋找與細(xì)菌和噬菌體之間的抗性轉(zhuǎn)移相關(guān)的基因等元素，這些病毒可以在細(xì)菌之間轉(zhuǎn)移遺傳物質(zhì)。要了解樣品的風(fēng)險(xiǎn)，重要的是不僅要了解存在哪些抗性基因，還要了解它們的可傳播性，這取決于還存在哪些其他基因。

她說：“我可以識(shí)別出那里的細(xì)菌，它們具有的基因以及它們可以做什么。”

她將這些結(jié)果以及醫(yī)院廢水的其他分析數(shù)據(jù)輸入到機(jī)器學(xué)習(xí)模型中，該模型可以推斷出在任何特定來源中抵抗力威脅的有效程度。

如果她的方法成功，則可以用來比較不同來源的相對(duì)危險(xiǎn)，例如，靠近藥廠或醫(yī)院的河流，城市運(yùn)河和灌溉水。

她說：“實(shí)際上并沒有一種以標(biāo)準(zhǔn)化方式比較不同環(huán)境的方法。”

van Schaik教授補(bǔ)充說：“我所在領(lǐng)域的人們一直在爭(zhēng)論什么是最有效的干預(yù)措施，什么是最重要的工作，而答案很短，我們不知道。

“我認(rèn)為，通過這種方法，我們至少能夠?qū)Σ煌h(huán)境進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，不僅是廢水，還包括在人類腸道，動(dòng)物腸道或土壤中定居的細(xì)菌或任何您能想到的東西。

“這可能會(huì)解決各種實(shí)踐對(duì)產(chǎn)生抗生素耐藥性的不同貢獻(xiàn)的爭(zhēng)論。

“如果您去中低收入國(guó)家，抗生素耐藥性確實(shí)是一個(gè)巨大的臨床問題，而且成本很高。如果我們可以通過這項(xiàng)研究至少使一些人相信，嘗試解決潛在的潛在問題是一項(xiàng)很好的投資。產(chǎn)生抗生素抗藥性的原因，而不是(僅僅)試圖改善醫(yī)院患者的治療方法，這將是一個(gè)很好的政策結(jié)果。”