Как системы животноводства служат резервуаром для устойчивых к антибиотикам бактерий
Ученые из Международного института исследований животноводства (ILRI), Ливерпульского университета, Эдинбургского университета и других учреждений проследили, как системы животноводства служат резервуаром для устойчивых к противомикробным препаратам (УПП) бактерий и генетических детерминант УПП, которые могут инфицировать людей или колонизировать их.
Это проливает свет на факторы, влияющие на УПП на стыке множества видов и сектора «Единое здоровье». Исследование, проведенное в Найроби, Кения, опубликовано на этой неделе в BMC Medicine и помогает детализировать, как избежать и контролировать развитие лекарственной устойчивости у бактерий.
Сегодня УПП встречается по всему миру и является серьезной проблемой. Подсчитано, что если не заняться этой проблемой сейчас, то к 2050 году один человек будет умирать каждые три секунды из-за УПП.
«УПП — это проблема не только стран с высоким или низким уровнем дохода. Из-за легкости распространения по миру это проблема каждого. Так что устойчивость в сообществе в Найроби может через два-три дня привести к клиническим неудачам в клинике в Гонконге», — объяснил ведущий ученый исследования Дишон Мулой.
Один из предполагаемых путей развития УПП — большое количество антибиотиков, используемых в животноводстве, где у бактерий развивается устойчивость, которая затем передается людям. Количественная информация по этому вопросу до сих пор была недостаточной. В данном исследовании использовались геномика, эпидемиология и экология для изучения паттернов переноса генов УПП на примере организма E. coli.
В рамках контролируемой эпидемиологической оценки 99 домохозяйств в Найроби ученые секвенировали полные геномы бактерий, выделенных из 311 образцов экскрементов человека, 606 — крупного рогатого скота и 399 — диких животных. С помощью статистических моделей они изучили распространенность носительства УПП и описали разнообразие и структуру генов УПП в различных популяциях хозяев вокруг города. Они также исследовали условия, которые могут привести к распространению генов УПП от людей к симпатрическим животным на уровне домохозяйства.
В изолятах животных и людей команда обнаружила 13 точечных мутаций и 56 приобретенных генов, которые, как известно, обеспечивают устойчивость к девяти различным классам антибиотиков. Они выяснили, что состав сообщества генов УПП не связан с видом хозяина, но гены УПП часто располагались совместно, возможно, на плазмидах, что предполагает, что множественная лекарственная устойчивость может быть приобретена и распространена за один шаг. Риск передачи УПП через границу «человек-скот» наиболее высок при неправильной утилизации навоза и в более крупных домохозяйствах.
Из исследования вытекают два политических следствия.
Первое — подчеркнуть важность экосистемного мониторинга УПП. «Врачи должны думать не только о росте УПП у людей, но и у скота и в окружающей среде в целом, потому что мы видим, что дикие животные собирают и переносят то, что приобретают из окружающей среды», — сказал Мулой. Широкое распространение клинически значимых механизмов УПП в популяциях людей и животных, особенно у диких животных, преодолевающих большие расстояния, подчеркивает важность научно обоснованного эпиднадзора для борьбы с УПП в мировом масштабе.
Второе — проблема утилизации навоза. «Если мы посмотрим на наши политики, которые схожи со многими другими странами, навоз не считается риском. Но очевидно, что нам нужно гораздо лучше наводить порядок в окружающей среде ради хорошего общественного здоровья», — отметил Мулой.
Исследование является частью общего проекта «Urban Zoo» («Эпидемиология, экология и социально-экономические аспекты возникновения болезней в Найроби»). Его цель — понять механизмы, ведущие к внедрению и распространению патогенов в городских популяциях. «Здесь мы видим, что нам необходим целостный подход, включающий людей, животных, их отходы и общую окружающую среду», — говорит ведущий автор исследования Эрик Февр.