Супербактерии из высохшей земли: как изменение климата рождает лекарственно-устойчивые инфекции

Ученые из Калифорнийского технологического института (Caltech) опубликовали тревожное исследование, которое меняет представление о том, откуда берутся бактерии, устойчивые к антибиотикам. Оказывается, их «разводит» не только бесконтрольное употребление лекарств, но и глобальное изменение климата.

Как это работает

Почва — это естественный резервуар антибиотиков. Микроорганизмы производят их миллионы лет для борьбы с конкурентами. В обычных условиях этот баланс относительно стабилен.

Но все меняется, когда приходит засуха. Испарение влаги концентрирует природные антибиотики в почве до смертельных для многих бактерий уровней. Создается мощное эволюционное давление: выживают только те микробы, у которых уже есть гены устойчивости, или те, кто способен их быстро приобрести.

В ходе лабораторных экспериментов ученые высушили образцы почвы и обнаружили, что популяция чувствительных к антибиотикам бактерий сократилась на 99 процентов. В то же время устойчивые штаммы, включая грамотрицательные бактерии, которые особенно опасны для человека, не просто выжили, а начали активно размножаться, занимая освободившуюся нишу. Как пояснила ведущий автор исследования Дайан Ньюман, в сухой почве концентрация антибиотиков возрастает, и единственные бактерии, которые могут это выдержать, — это те, что уже имеют к ним устойчивость.

От почвы до больничной палаты

Самое тревожное в этом открытии — прямая связь с человеческим здоровьем. Исследователи проанализировали данные о резистентности к антибиотикам в больницах 116 стран и сопоставили их с местным индексом засушливости.

Результат оказался однозначным: чем суше климат в регионе, тем выше в местных больницах уровень устойчивых инфекций. Эта корреляция сохранялась даже после учета национального дохода, который влияет на общий уровень потребления антибиотиков и качество здравоохранения. Микробиолог-эколог Тимоти Гали, комментируя исследование, назвал его, пожалуй, самым тревожным выводом, который связывает природное явление с глобальным общественным здравоохранением.

Опасность усугубляется способностью бактерий к горизонтальному переносу генов — когда устойчивость, приобретенная почвенными микробами, может легко передаваться патогенам, заражающим людей. Ученые также выявили повышенное количество генов устойчивости у таких опасных клинических патогенов, как Enterococcus faecium, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii и Pseudomonas aeruginosa.

Будущее, которое уже наступает

По мере того как изменение климата увеличивает частоту и интенсивность засух, а к 2050 году до четверти поверхности Земли может перейти в категорию засушливых земель, эта проблема будет только обостряться. Исследование показало, что гены синтеза антибиотиков были более распространены в почве после засушливого периода и менее распространены по окончании засухи.

Дайан Ньюман подчеркнула, что ни одно место не застраховано: если патоген появляется в одной части света, он очень быстро распространяется, поэтому это вызывает беспокойство независимо от того, где вы живете. Специалисты считают, что больницам в засушливых регионах, возможно, потребуется корректировать свои протоколы назначения антибиотиков, чтобы учитывать повышенную распространенность устойчивых штаммов. Авторы исследования уверены, что для прогнозирования и смягчения глобальной тенденции развития устойчивости к антибиотикам необходимо интегрировать экологические и клинические данные.