Международните пътувания – фактор за нарастващата в световен мащаб антибиотична резистентност

Учени от Вашингтонския университет в Сейн Луис установиха, че, пътувайки по света, хората пренасят нови и потенциално смъртоносни щамове на супербактерии, устойчиви на лечение с противовирусни препарати.

Аларик Д’Суза, един от авторите на проучването, което е публикувано в списание „Genome Medicine“ на 7 юни 2021 г., споделя: „Още преди да избухне пандемията от коронавирус, ние знаехме, че международните пътувания допринасят много сериозно за антимикробната резистентност*. Новото е, че се натъкнахме и на няколко напълно непознати и изключително устойчиви гени. Този факт е повече от притеснителен.“

Хората, които пътуват често извън граница, не подозират колко много нови щамове на бактерии пренасят със себе си. Бедността, лошата хигиена и постоянно променящите се земеделски политики превръщат все повече слабо развити региони в горещи точки на разпространение на бактериални болести, които трудно се лекуват с голяма част от познатите антибиотични лекарства.

Бактериите се пренасят най-лесно в гъсто населените места, където качеството на питейната вода и храната е ниско, а санитарните помещения, ресторантите, хотелите и общественият транспорт – мръсни. Завръщайки се у дома, туристите рискуват да пренесат новите бактерии и да заразят своите близки, приятели и колеги.

Изследване чревния микробиом на туристи

Проучването се извършва съвместно с експерти от университета в Маастрихт, Нидерлания, които изследват чревния микробиом на 190 възрастни нидерландци преди и след пътуване до някоя от дестинациите, известни с големия си брой устойчиви бактериални гени: Югоизточна Азия, Южна Азия, Северна и Източна Африка.

На случаен принцип учените изследват част от фекални проби от около 2000 нидерландци (повечето от които туристи), взети по време на друго проучване. Още тогава целта е била да се проследи пътят на мултирезистентните бактерии, пренасяни от международните пътници.

Д’Суза пояснява: „Открихме множество устойчиви и разнообразни гени на бактерии, ендемични за регионите, които хората са посещавали. Резултатите потвърждават теорията, че международните пътувания са сериозен фактор за глобалното разпространение на гени, които са резистентни към антимикробно лечение. Смятаме, че е много важно да се задълбочат изследванията на чревния микробиом на завръщащите се в родната страна пътници.“

Началото на новото проучване е поставено от Джон Пендърс, медицински микробиолог в университета в Маастрихт, Готам Дантас, професор по патология и имунология към Вашингтонския университет, и Маниш Булчандани, който работи в лабораторията на Дантас.

СЗО и Американските центрове за превенция и контрол на заболяванията отдавна алармират за нарастващата заплаха, свързана с антибиотичната резистентност. Според техни експерти устойчивостта на новите бактериални щамове може да породи криза, далеч по-сериозна от пандемията от COVID-19.

Метагеномно секвениране и функционална метагеномика

Дантас уточнява, че в по-старите изследвания учените са изследвали само добре познатите бактерии, които се смятат за особено устойчиви на антимикробни препарати. Днес, с помощта на комбиниран метод на метагеномно секвениране и функционална метагеномика, могат да бъдат анализирани гените на всички организми в дадена проба.

В чревния микробиом на всички 190 нидерландци, включени в експеримента, са открити 121 резистентни гени. Повече от 40% от тях – благодарение на чувствителния метагеномен метод.

Сериозна тревога буди и фактът, че 56 от откритите устойчиви гени са уникални и са попаднали в организма им по време на пътуването. Сред тях има няколко много опасни, „подвижни“ гени като например широкоспектърните бета-лактамази (extended-spectrum β-lactamases/ ESBL) и резистентния към колистин mcr-1.

В световен мащаб се наблюдава тенденция към все по-голяма устойчивост спрямо бета-лактамни антибиотици, което води и до по-трудно лечение с пеницилин и други важни антибиотични препарати.

Генът mcr-1

Гените mcr-1 защитават бактериите от друг антимикробен медикамент – колистин. Той обикновено се използва в краен случай, когато е установена инфекция с грам-негативна бактерия, устойчива на различни лекарства. Американските центрове за превенция и контрол на заболяванията предупреждават, че ако бактериите, които вече са резистентни към много други медикаменти, станат устойчиви и на колистин, хората ще бъдат сериозно застрашени от наистина нелечими инфекции.

Хоризонтален трансфер на резистентни бактериални гени

Обикновено бактериите придобиват резистентност постепенно и в резултат на дълго и често излагане на въздействие на антибиотици. Има случаи обаче, когато те си предават разистентните гени по друг, много по-бърз начин, наречен хоризонтален трансфер. Трансферът представлява обмен на подвижни елементи, чрез които отделни части от ДНК попадат от една бактерия на друга. Често гените, които осигуряват устойчивост, са разположени в едни и същи подвижни елементи. Според Дантас това означава, че дори еднократен хоризонтален трансфер може да превърне с лекота чувствителна на антибиотици бактерия в напълно резистентна.

Д’Суза добавя: „Връзката между резистентните гени и тези подвижни генетични елементи е много тясна. Съществува реален риск завръщащите се от чужбина да внесат в своята общност тези устойчиви на антибиотици гени, затова е изключително важно да продължим с изследванията в тази насока.“

Какво ни очаква, ако бактериите станат устойчиви на антибиотично лечение?

До 2050 година 10 милиона души по света могат да загубят живота си поради липса на ефикасно антибиотично лечение. "Колкото по-често се лекуваме с антибиотици, толкова по-малко ефективни ще са те. Другата причина за резистентността е неправилната им употреба", твърдят учени и допълват, че освен големия брой жертви, се очаква в следващите 30 години икономиката да претърпи значителни щети в размер на 100 трилиона годишно.

Сали Дейвис, консултант на Великобритания по въпросите на антимикробната резистентност, добавя: „До 20 години и най-леките операции могат да се окажат потенциално смъртоносни, ако пациентите не успеят да се преборят с инфекция заради резистентност към антибиотиците. Според нея заплахата е съизмерима със заплахата от тероризма и глобалното затопляне, макар да не е толкова видима.

Учените смятат, че дори рутинни манипулации и процедури като цезаровото сечение например биха могли да застрашат живота на човек, ако антибиотиците не могат да се справят с все по-устойчивите бактерии.

Експерти призовават към строг контрол върху употребата на антибиотици

Медицински доклад, изготвен по поръчка на британското правителство от икономиста Джим О'Нийл, предупреждава, че безразборната употреба на антибиотици може да доведе до истинска катастрофа.

"Ако не се вземат спешни мерки към 2050 г. резистентните на антибиотично лечение инфекции ще убиват около 10 милиона души годишно", допълва икономистът.

В доклада се подчертава необходимостта от драстична промяна в начина на използване на антибиотици, чиято свръхупотреба води до устойчивост на супербактериите.

Експерти от Европейската агенция по заразни заболявания също алармират, че резистентността на бактериите към антибиотиците не спира да нараства. Само за 4 години две от най-често срещаните бактерии, които причиняват редица заболявания – Klebsiella pneumoniae и E. coli, стават резистентни и към комбинирани антибиотици в голяма част от европейските страни. Има места, където в 60% от случаите бактерията, която причинява пневмония, дори не се повлиява от действието на широкоспектърните медикаменти. 

* D’Souza, A.W., Boolchandani, M., Patel, S. et al. Destination shapes antibiotic resistance gene acquisitions, abundance increases, and diversity changes in Dutch travelers. Genome Med 13, 79 (2021).