Связь между бременем устойчивости к антибиотикам у людей и доступом населения к питьевой воде и санитарии

В недавнем исследовании, опубликованном в журнале The Lancet Microbe, ученые определили связь между улучшением доступа к санитарии и качеством воды и частотой генов устойчивости к антибиотикам (ARG) в кишечнике человека.

Справочная информация

Устойчивость к антибиотикам представляет собой серьезную проблему для здоровья населения, особенно в странах с низким и средним уровнем дохода (СНСД).

Неадекватная инфраструктура водоснабжения, санитарии и гигиены (ВСГ) и доступ к воде могут усугублять распространение устойчивости к антибиотикам, поскольку патогенные бактерии могут приобретать АРГ путем горизонтального переноса генов.

Метагеномное секвенирование показало широкую распространенность ARGs среди бактерий, что подчеркивает проблему предотвращения их приобретения патогенами.

Об исследовании

В данном обсервационном экологическом исследовании ученые оценили региональные различия в частоте встречаемости ARG и выяснили, может ли ненадлежащее состояние объектов WASH способствовать развитию устойчивости к антибиотикам.

Обилие ARG в метагеномах фекалий человека и проникновение на уровне сообщества улучшенных санитарных условий и качества воды в периметре 25,0 км от координат метагенома.

В январе 2021 года исследователи получили привязанные к географическим координатам наборы данных семейных опросов, в которых говорилось о наличии улучшенных санитарных условий и источников питьевой воды, из архива Sequence Read Archive (SRA) Национального центра биотехнологической информации США (NCBI).

Исследователи отобрали исследования из стран с низким и средним уровнем дохода (СНСД) и стран с высоким уровнем дохода (СДВ), чтобы представить различные возрастные группы и места проживания. Координаты широты и долготы были получены из метагеномных метаданных в SRA и подтверждены в соответствующей публикации исследования.

Авторы неопубликованных исследований из Кении, Мозамбика и Бангладеш предоставили дополнительные метагеномы фекалий человека. Была рассчитана доля домов в заранее определенной области с лучшими санитарными условиями, питьевой водой или и тем, и другим.

Также были получены оценки потребления антибиотиков, ВВП на душу населения, распределение доходов по странам, определенные суточные дозы (DDDs) среди 1000 человек в день и плотность населения в 2010 году.

Если географический район и доступность лучшего водоснабжения и санитарии не могли быть подтверждены, метагеномы исключались. ARG были обнаружены путем сопоставления считываний с аминокислотными последовательностями ARG во Всеобъемлющей базе данных устойчивости к антибиотикам (CARD). Парные считывания назначались независимо друг от друга, а дублирующие сопоставления удалялись.

Для анализа было проведено обобщенное линейное моделирование. Кроме того, анализ чувствительности включал радиусы 50,0 км и 75,0 км.

Данные Агентства США по международному развитию и кластерных обследований по многим показателям ЮНИСЕФ были собраны за год, ближайший к дате исследования (диапазон дат, использованных в анализе (2010-2018)).

Результаты

Всего было выявлено 36 соответствующих исследований, включая 25 исследований в странах с низким уровнем дохода, восемь исследований в странах с высоким уровнем дохода и три дополнительных исследования в странах с низким уровнем дохода. Из-за отсутствия информации об улучшении качества воды для питья и санитарии три исследования (одно и два на Фиджи и в Китае соответственно) были исключены.

Кроме того, исследование, проведенное в Бразилии, было отклонено из-за высокой доли небактериальных микробов и отсутствия измеримых ARGs в многочисленных метагеномах.

Всего было идентифицировано 1589 метагеномов из 26 стран, и повышение доступности санитарии и улучшение качества воды было связано со снижением численности ARG, которые придают устойчивость к триметоприму и тетрациклиновым антибиотикам.

Африка имела наибольшую среднюю численность ARG по сравнению с западной частью Тихого океана, Северной Америкой и Европой. Напротив, юго-восточная часть Азии занимала второе место по сравнению с Северной Америкой и Европой.

Из всех географических регионов, исследованных на предмет различий в доступе к ВСГ, улучшение санитарных условий и водоснабжения привело к наибольшему снижению количества АРГ в юго-восточной Азии. Устойчивость к тетрациклину была повсеместной во всех регионах.

Связь между улучшением санитарных условий и водоснабжения и богатством АРГ была выше в городах, чем в отдаленных регионах. Наиболее распространенными семействами бактерий среди всех метагеномов были Bacteroidaceae, Prevotellaceae, Oscillospiraceae (или Ruminococcaceae), Enterobacteriaceae и Lachnospiraceae.

Результаты анализа подгрупп показали сильную связь между увеличением доступа к санитарии и питьевой воде и частотой ARG в фекальных метагеномах с относительно высокой частотой Enterobacteriaceae.

В Африке средняя доля Enterobacteriaceae, рассчитанная по log10, была выше, чем в Европе, Северной Америке или западной части Тихого океана. Примечательно, что в Мадагаскаре, Мозамбике, Индонезии, Италии и одном исследовании в Бангладеш средняя доля Enterobacteriaceae превышала 15%. Анализ чувствительности дал результаты.

Повышение доступности санитарии и безопасной питьевой воды было связано с уменьшением количества АРГ в образцах.

Из 198 ARG, выявленных как минимум в 5,0% образцов, ermT (MLS), tetM (устойчивость к тетрациклину), blaCTX-M (устойчивость к бета-лактамазам) и qnrS (устойчивость к фторхинолонам) представляют собой известную угрозу для глобального общественного здравоохранения из-за их присутствия в генетической структуре Staphylococcus aureus, Enterococcus faecium, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, Enterobacter и Pseudomonas aeruginosa.

Заключение

Исходя из результатов исследования, расширение доступа населения к санитарии и безопасной питьевой воде может снизить устойчивость к антибиотикам в странах с низким уровнем дохода.

Тем не менее, необходимы дальнейшие исследования для оценки взаимосвязи между улучшением WASH и бременем антибиотикорезистентности в здравоохранении. В последующих исследованиях также необходимо учитывать время, необходимое для выведения ARG из кишечника человека.

https://www.news-medical.net/news/20230705/The-relationship-between-the-burden-of-antibiotic-resistance-in-humans-and-community-access-to-drinking-water-and-sanitation.aspx