Ученые: устойчивость к антибиотикам возникает и без их применения

Все бактерии и другие микроорганизмы, обитающие в организме человека, могут быть источником устойчивости к антибиотикам, установили британские исследователи из Института Эрлхэма и Института Квадрама при поддержке международной группы ученых, 9 апреля сообщает австралийский сайт научных новостей Science Alert.

Результаты исследования ученые представили в статье «Влияние использования антибиотиков на популяционном уровне на микробиом кишечника человека», опубликованной в журнале Nature Communications.

Устойчивость к антибиотикам, которую способны приобретать патогены, представляет серьезную угрозу для общественного здравоохранения. По оценкам научного общества, более 30 000 смертей в Европе в 2015 году и 4,95 миллиона смертей во всем мире в 2019 году были связаны с инфекциями, устойчивыми к противомикробным препаратам, и опасность этого фактора возрастает.

Было отмечено, что в странах с высоким уровнем использования антибиотиков даже у людей, которые давно не применяли антибиотики, количество устойчивых к антибиотикам штаммов патогенов выше, чем у здоровых людей в тех странах, где уровень использования антибиотиков сравнительно низок.

Микробиолог из Института Эрлхэма Крис Куинс поясняет: «Даже здоровый человек, в последнее время не принимавший антибиотики, постоянно подвергается бомбардировке микробами от людей или домашних животных, с которыми он общается, что может привести к тому, что гены устойчивости будут внедрены в его собственную микробиоту».

Поэтому, если в его стране активно применяются антибиотики, то у человека в его микробиоме будет увеличиваться количество генов устойчивости.

При использовании антибиотиков для лечения инфекции неблагоприятным побочным эффектом является повреждение микробиома хозяина и увеличение распространения генов устойчивости, которые передаются между различными штаммами микробиома.

Большинство исследований устойчивости к противомикробным препаратам (AMR) велись для определения степени такой устойчивости у патогенных микробов, но в человеческом организме содержится огромное количество микроорганизмов, подавляющее большинство из которых безвредно, а многие необходимы в его нормальной жизнедеятельности (комменсальная микробиота).

Легкость передачи устойчивых к антибиотикам генов у микроорганизмов ведет к тому, что их применение может оказать влияние на весь микробиом. Отсюда вытекает задача, которую решало данное исследование резистома (совокупности генов резистентности) в комменсальной микробиоте человека.

«Наш организм постоянно импортирует и экспортирует микробы и штаммы патогенов, — продолжил свои пояснения Куинс. — Эти штаммы передают свои гены туда и обратно, что означает, что проблема AMR должна решаться как на микро-, так и на макроуровне».

Хотя весь микробиом организма человека играет важную роль в его здоровье и болезнях, микробиом кишечника особенно важен для функций пищеварения и формирования иммунной системы. В пищеварительном тракте человека различных видов микробов больше, чем где-либо еще в организме.

Поэтому команда ученых остановила свой выбор на исследовании микробов кишечника, которые могут вносить значительный вклад в устойчивость к противомикробным препаратам.

Ими были проанализированы 3096 образцов микробиома кишечника, взятых у здоровых людей из 14 стран на трех континентах, чтобы определить влияние AMR на уровне популяции. Особое внимание они уделили образцам, полученным от людей, которые вряд ли когда-либо принимали антибиотики, чтобы получить «чистый» генный профиль микробиома кишечника.

Для выяснения способов передачи генов резистентности к антибиотикам от микроба к патогену, ученые сравнили данные из взятых образцов с всеобъемлющей базой данных по устойчивости к антибиотикам, являющейся ресурсом общественного здравоохранения, в котором задокументированы гены устойчивости.

Согласно ранее проведенным исследованиям, в разных странах наблюдаются заметные различия в профилях генов устойчивости к противомикробным препаратам (ARG). В этот же раз у людей, не принимавших антибиотики, команда выявила две ясно выраженные тенденции.

Были обнаружены два профиля резистомности (резистом — совокупность генов антибиотикорезистентности и их предшественников у микроорганизмов) в кишечном микробиоме, при этом была обнаружена явная зависимость медианы общего количества и разнообразия ARG от уровня употребления антибиотиков в данной стране.

«Мы обнаружили, что в странах, где антибиотики принимаются более регулярно, их население также имеет большее количество генов резистентности в микробиоме кишечника», — сообщил Куинс.

Широкое применение антибиотиков, считают исследователи, может приводить к распространению ARG среди всего населения, а не только среди тех, кто непосредственно подвергается их воздействию, и эти ARG могут распространяться по всей микробиоте.

Ученые предлагают сосредоточить усилия специалистов большего количества стран на дальнейших исследованиях этого явления и учесть его в стратегиях общественного здравоохранения.

Один из авторов статьи Фальк Хильдебранд, специалист по микробной биоинформатике из Института Эрлхэма и Института Квадрам, так прокомментировал проделанную командой работу:

«Это исследование очень важно, потому что оно впервые количественно оценило влияние применения антибиотиков в странах на наши комменсальные бактерии, а также дало представление об общих типах резистентности, которые, как мы можем ожидать, будут развиваться».