Новое исследование показало, что устойчивые к антибиотикам гены (ARG), которые были впервые зафиксированы в городской части Индии, найдены в 12800 километрах от этой области в одном из последних «нетронутых» человеком мест на Земле.
Образцы почвы, взятые в районе Конгсфьордена на Шпицбергене, недавно подтвердили распространение blaNDM-1 в Высокой Арктике. Речь идет об ARG, который первоначально был найден в клинических условиях Индии, что и обусловливает наличие у него множественной лекарственной устойчивости (MDR).
Распространение blanNDM-1 и других генов MDR во всем мире вызывает растущую обеспокоенность, поскольку они часто нацелены на классы антибиотиков, относящиеся к «крайним средствам», включая карбапенемы.
Исследовательская группа, возглавляемая профессором Университета Ньюкасла Дэвидом Грэмом, отмечает, что blaNDM-1 и другие важные с медицинской точки зрения ARG были обнаружены в арктических почвах, которые, вероятно, распространились с помощью фекальных масс птиц и других животных, а также путешественников, приходящих в этот район.
«Полярные регионы являются одними из последних предполагаемых экосистем на Земле, нетронутых человеком. Они предоставляют нам платформу для изучения фоновой устойчивости до антибиотической эры, на основе которой мы могли бы понять темпы роста “загрязнения” AR», – отмечает профессор Грэм, инженер-эколог из Университета Ньюкасла, который потратил 15 лет на изучение передачи устойчивости к антибиотикам в окружающей среде по всему миру.
«Но менее чем через три года после первого обнаружения гена blaNDM-1 в поверхностных водах городской части Индии, мы обнаруживаем его за тысячи километров в районе, где воздействие человека было минимальным. Наличие этого гена в таких регионах как Арктика показывает, настолько быстро и далеко смогла распространиться устойчивость к антибиотикам, Это также служит подтверждением того, что решения по AR должны рассматриваться в глобальном, а не в локальном масштабе», – отметил специалист.
Обеспокоенность по поводу распространения антибиотикорезистентных генов
Повышение устойчивости к антибиотикам является глобальным кризисом в области здравоохранения. Примером является NDM-1, который является белком, способным придавать устойчивость к ряду бактерий. NDM-1 был впервые идентифицирован в Нью-Дели и кодирован в качестве устойчивого гена blaNDM-1.
Штаммы, несущие blaNDM-1, были впервые обнаружены в клинических условиях в 2008 году, но к 2010 году blaNDM-1 был найден в поверхностных водах в Дели. С тех пор устойчивый ген был обнаружен в более чем 100 странах, включая его новые варианты.
В настоящее время существует лишь небольшое число антибиотиков для борьбы с бактериями, которые устойчивы к карбапенемам, поэтому глобальное распространение blaNDM-1 и связанных с ним ARG вызывает беспокойство у специалистов.
«По причине чрезмерного использования антибиотиков люди ускорили эволюцию в глобальном масштабе, приведя к созданию мира устойчивых штаммов, которых раньше никогда не было», – объясняет Грэм.
«Из-за частого применения антибиотиков, выделения фекалий и загрязнения питьевой воды мы последовательно увеличили скорость, с которой могут развиваться супербактерии. К тому же, когда разрабатывается новый препарат, естественные бактерии могут быстро адаптироваться к нему и стать резистентными; поэтому сейчас очень мало новых лекарств находятся в процессе разработки, так как их просто не выгодно производить», – добавил ученый.
Тест для отслеживания устойчивости
Это исследование, опубликованное сегодня в академическом журнале Environmental International, было проведено международной группой экспертов из университетов Ньюкасла, Йорка и Канзаса, а также Китайской академии наук в Сямыне. Оно финансировалось Советом по исследованиям окружающей среды Великобритании и другими агентствами.
Анализ ДНК, извлеченной из сорока кернов почвы в восьми местах вдоль Конгсфьордена, позволил в общей сложности обнаружить 131 ARG.
«Обнаруженные гены устойчивости были связаны с девятью основными классами антибиотиков, включая аминогликозиды, макролиды и β-лактамы, которые используются для лечения многих инфекций. Например, ген, который придает MDR при туберкулезе, был обнаружен во всех ядрах, тогда как blaNDM-1 был обнаружен в более чем 60% исследованных почвенных кернов».
«Это открытие имеет огромное значение для глобального распространения AR. Обнаруженный в клинических условиях ARG, происходящий из Южной Азии, явно не является “местным” для Арктики», – отмечает Грэм.
«Определение “градиента” ARG по всему ландшафту исследования, которое варьируется в зависимости от воздействия человека на дикую природу, показывает, что все еще есть изолированные полярные районы, где уровни ARG настолько низки, что они могут обеспечить исходный уровень устойчивости к противомикробным препаратам», – говорит Грэм.
«Единственный способ победить в этой борьбе – это определить все пути, ведущие к появлению устойчивости к антибиотикам», – отметил ведущий автор исследования доктор Клэр МакКанн из Университета Ньюкасла.
«Очевидно, что улучшение контроля использования антибиотиков в медицине и сельском хозяйстве имеет решающее значение, но также важно понять, как происходит передача устойчивости через воду и почву. Мы считаем, что слежение за сбросом отходов и качеством воды в глобальном масштабе является важным шагом на пути борьбы с ARG», – добавил специалист.