Исследователи устьев рек в Китае прогнозируют кошмарное будущее: мир без эффективных антибиотиков

Антибиотики являются лекарственными средствами для лечения инфекционных заболеваний, вызванных бактериями. Это одно из величайших медицинских открытий всех времён. Они спасли мою жизнь и, возможно, спасут вашу. Но мы использовали их неблагоразумно. 

Мы использовали их для лечения вирусных инфекций, таких как грипп, который не поддаётся лечению антибиотиками. Мы использовали их для увеличения темпов роста здоровых сельскохозяйственных животных. Мы не следовали инструкции о том, как принимать их должным образом.

Эти действия имеют серьёзные последствия.

Бактерии стали устойчивыми к антибиотикам, мутировав или украв гены, которые придают устойчивость к антибиотикам, от других бактерий.

Чем больше мы используем антибиотики, тем быстрее они становятся неэффективными. Это привело к серьёзному кризису здравоохранения в XXI веке. Недавно было подсчитано, что к 2050 году 10 миллионов человек ежегодно будут умирают от инфекций, устойчивых к антибиотикам. Это больше, чем от рака.

Проблема настолько широко распространена, что каждый человек теперь несёт гены устойчивости к антибиотикам, по крайней мере, к некоторым из кишечных бактерий или микробиомам. Это не так уж плохо, потому что, как правило, эти бактерии не вызывают заболевания, и у каждой из них есть только один или два гена устойчивости. Но это приводит к неожиданным и нежелательным последствиям.

Эти гены устойчивости в кишечнике человека в конце концов попадают в канализацию и загрязняют ручьи, реки и водные пути.

В статье, только что опубликованной в Nature Microbiology, я и мои коллеги показали, что гены устойчивости к антибиотикам стали главными загрязнителями в устьях рек, где реки впадают в море. Некоторые лиманы в Китае имеют до 100 миллионов генов устойчивости к антибиотикам на грамм грязи. Миллион генов устойчивости во фрагменте грязи имеет размер спичечной головки. Ни одного из этих генов не существовало 100 лет назад.

Лиманы являются естественным местом фильтрации пресной и морской воды. В них накапливаются загрязняющие вещества, в том числе гены устойчивости. Они вместе с фекалиями человека и животных иногда попадают непосредственно в реки и ручьи. Но даже тогда, когда отходы проходят через очистные сооружения сточных вод, гены устойчивости часто не удаляются.

Ещё хуже то, что многие антибиотики, используемые для лечения людей и животных, также выводятся из организма без изменений. Эти молекулы не могут легко распадаться, они присоединяются к дезинфицирующим средствам, тяжёлым металлам и другим загрязняющим веществам, которые можно найти во всех городских водных путях. Это означает, что бактерии в природных экосистемах будут размножаться, если смогут подобрать гены устойчивости к этим металлам, антибиотикам и дезинфицирующим средствам. То есть они выживут, приспособившись к человеческому загрязнению.

Поскольку сточные воды, поступающие из населённых пунктов, содержат сложную смесь бактерий, генов устойчивости и антибактериальных средств, загрязнённые водные пути стали огромными реакторами для генерации бактерий, которые несут несколько генов устойчивости. И эти устойчивые бактерии попадают в лиманы.

Более того, бактерии, уже присутствующие в устье реки, могут получить гены устойчивости из загрязнённой воды.

Крабов, наряду с креветками, устрицами и рыбами, ловят в лиманах для использования в пищу. Фото: https://pixabay.com/ru/

Почему это важно? Многие продукты питания, такие как креветки, устрицы, крабы и рыбы, добывают в лиманах. Это означает, что бактерии попадают в пищевую цепь человека. Некоторые из этих бактерий имеют комбинации генов устойчивости, чего раньше не было замечено.

Эти гены устойчивости могут также оказаться в новых бактериях, которые никогда не были проблемой для здоровья людей или животных. Так могут появиться новые супербактерии. Где-то на планете, прямо сейчас, есть виды бактерий, накапливающих гены, которые превратят их в будущие супербактерии.

Мы проводили исследование в Китае, где антибиотики часто используются в животноводстве. Поэтому ситуация в Китае может быть более экстремальной, чем в других частях мира. Однако надо отметить, что большинство стран продолжают использовать антибиотики таким образом, или делали это в прошлом. И, конечно же, все страны используют антибиотики для лечения людей.

Это означает, что каждый водный путь, вытекающий из ферм, посёлков или городов, содержит гены устойчивости к антибиотикам и антибиотики. Такой род загрязнения мы обнаружили в Китае. Каждый лиман вдоль 4000-километровой береговой линии Китая имеет аналогичное загрязнение с генами устойчивости.

Что можно сделать, чтобы уменьшить потенциальную опасность? Конечно, нужно использовать антибиотики более осторожно и только как лекарства для лечения сложных инфекций, а не в качестве пищевых добавок. Мы также должны срочно разработать технологии очистки воды, с помощью которых удалим дезинфицирующие средства, металлы, антибиотики и гены, которые придают устойчивость к этим веществам.

В противном случае, в скором времени ваш обед из морепродуктов может быть последним.

Автор: Майкл Гиллингс, профессор молекулярной биологии, Университет Маккуори (Macquarie), Австралия

Источник