Глобальное исследование учёных из Мичиганского государственного университета и их коллег показало, что отходы животноводства по всему миру содержат гены устойчивости к антибиотикам, которые могут угрожать здоровью человека.
Исследование, опубликованное в журнале Science Advances, длилось 14 лет и стало наиболее полным обзором генов устойчивости к антибиотикам у животных. Исследовательская группа изучила более 4000 проб навоза свиней, кур и крупного рогатого скота в 26 странах.
Учёные обнаружили, что навоз сельскохозяйственных животных является основным источником генов устойчивости к антибиотикам (ARGs), некоторые из которых могут передаваться бактериям, инфицирующим человека. Если эти гены попадут к нам через загрязнённую воду, пищу или воздух, они могут сделать лечение распространённых инфекций гораздо сложнее или даже невозможным.
«Это исследование показывает, что то, что происходит на фермах, не остаётся на фермах», — сказал Джеймс Тиддже, эксперт по микробиологии в Мичиганском государственном университете и один из авторов исследования. «Гены из навоза могут попасть в воду, которую мы пьём, в пищу, которую мы едим, и в бактерии, которые вызывают у нас болезни».
Для лучшего понимания риска исследовательская группа создала глобальную карту, на которой выделены регионы, где наиболее распространены опасные гены устойчивости к антибиотикам. Они также разработали новую систему для определения того, какие гены представляют наибольшую угрозу для здоровья человека, особенно те, которые являются мобильными, трудно поддающимися лечению и уже обнаружены у болезнетворных бактерий или склонны к передаче им.
«Некоторые гены устойчивости к антибиотикам, как известно, широко распространены в ДНК в почве, воде и навозе, но действительно ли они опасны?» — сказал Тиддже, заслуженный профессор Университета в Департаменте микробиологии, генетики и иммунологии Мичиганского государственного университета и Департаменте наук о растениях, почве и микробах. «Но мы пошли дальше, чтобы определить, могут ли эти гены стать мобильными и переместиться в вредные бактерии, которые имеют плохие последствия для здоровья. Вот что делает их настоящим риском».
Согласно Сюнь «Шону» Цяню, профессору Северо-Западного аграрно-лесного университета в Янлинге, Китай, и одному из авторов исследования, навоз сельскохозяйственных животных может выступать в качестве важной среды для выявления ранних признаков распространения генов устойчивости к антибиотикам, предоставляя системам общественного здравоохранения важную возможность для своевременного вмешательства.
«Наши результаты подчёркивают необходимость целенаправленного мониторинга и управления рисками устойчивости к антибиотикам в основных странах-производителях животноводческой продукции», — сказал он.
Например, как ведущий производитель говядины в мире, Соединённые Штаты демонстрируют значительно более высокое обилие и разнообразие генов устойчивости к антибиотикам в навозе крупного рогатого скота по сравнению с другими странами. Аналогичным образом, Китай, который является крупнейшим в мире производителем свиней, демонстрирует повышенный уровень бактериального обилия, разнообразия и общего риска устойчивости в навозе свиней, превосходя все другие страны в анализе.
Устойчивость к противомикробным препаратам возникает, когда антибиотики используются чрезмерно, что делает гены устойчивыми и затрудняет лечение инфекций. По данным Всемирной организации здравоохранения, устойчивость к противомикробным препаратам представляет собой неотложную глобальную угрозу общественному здоровью, убивая не менее 1,27 миллиона человек во всём мире и став причиной почти 5 миллионов смертей в 2019 году.
В Соединённых Штатах ежегодно регистрируется более 2,8 миллиона инфекций, устойчивых к противомикробным препаратам. Более 35 000 человек умирают в результате, согласно отчёту Центров по контролю и профилактике заболеваний за 2019 год.
«Устойчивость к антибиотикам — это не только медицинская проблема, но и экологическая», — сказал Тиддже. «И она может представлять даже больший риск, чем другие загрязнители, потому что, если эти гены попадут в вредные бактерии, они могут напрямую вызывать смертельные инфекции».
В то же время исследование признаёт, что антибиотики по-прежнему играют решающую роль в защите здоровья животных при правильном использовании. Проблема заключается в том, что антибиотики используются у животных для ускорения роста в дополнение к лечению заболеваний. Проблемы устойчивости возникают из-за их чрезмерного использования.
«Нам нужны антибиотики для борьбы с болезнями», — добавил Тиддже. «Вот почему так важно защитить их эффективность. Если устойчивость распространится слишком далеко, эти жизненно важные лекарства не сработают, когда они нам действительно понадобятся».
Обнадёживает то, что исследование обнаружило признаки того, что усилия по сокращению использования антибиотиков на фермах приносят плоды. «Во всём мире ведётся борьба за сокращение использования антибиотиков в сельском хозяйстве», — сказал Тиддже. «Дания и другие европейские страны возглавили эту борьбу, запретив антибиотики для стимулирования роста много лет назад, и в результате они добились снижения уровня устойчивости».
Соединённые Штаты последовали их примеру с введением Ветеринарной инструкции по кормлению в 2017 году, а Китай вскоре после этого ввёл аналогичные ограничения. Во всех трёх странах со временем наблюдалось снижение количества генов устойчивости в навозе сельскохозяйственных животных. Это показывает, что такая политика работает. Но, по словам Тиддже, предстоит ещё многое сделать.
«Проблема настолько серьёзна, что Организация Объединённых Наций призывает правительства по всему миру разработать национальные планы действий по борьбе с устойчивостью к антибиотикам», — сказал Тиддже. «Данные этого исследования могут помочь странам решить, на что им следует обратить внимание в первую очередь и где эти усилия могут иметь наибольшее влияние».
Эта работа даёт нам дорожную карту, сказал Цянь. «Выявляя самые опасные гены и страны, где они наиболее вероятно распространятся, мы можем начать лучше нацеливать наблюдение и политику. Сокращение рискованного использования антибиотиков на фермах может иметь реальное значение».
И в современном глобализированном мире риски не остаются в границах, сказал Тиддже. «Устойчивый к лекарствам патоген находится всего в одном полёте самолёта от любой точки мира», — сказал он. «Понимая и управляя устойчивостью к антибиотикам у сельскохозяйственных животных, мы помогаем защитить эффективность антибиотиков для всех».