Из 150 проб навоза сельскохозяйственных животных и птицы, которые исследовали сотрудники лаборатории OpenLab "Биоконтроль" КФУ, генов устойчивости к антибиотикам не содержала только одна. И та – в Башкортостане. Эти гены через почву могут попасть в организм человека и сделать невозможным лечение инфекционных заболеваний.
Навоз и помет сельскохозяйственных животных и птицы практически во всех хозяйствах близ Казани загрязнены генами устойчивости к одной, а чаще сразу к нескольким группам антибиотиков: тетрациклинам, макролидам (самый известный из которых - эритромицин) и сульфонамидам. Об этом "Idel.Реалии" рассказала руководитель научно-исследовательской лаборатории OpenLab "Биоконтроль", доцент кафедры прикладной экологии КФУ Полина Галицкая.
Исследования проводились сотрудниками лаборатории в период с 2014 по 2017 годы. Из 150 изученных проб навоза и помета примерно 80% были взяты в хозяйствах Татарстана, по 10% – Марий Эл и Башкортостана. Среди взятых проб был коровий, свиной, козий навоз, а также помет кур, перепелов и кроликов. Наиболее загрязненным генами антибиотикоустойчивости оказался куриный помет. Единственный случай "чистого" навоза был обнаружен на малой коровьей ферме в Шаранском районе Республики Башкортостан. При этом четкой зависимости между формой содержания и загрязненностью генами устойчивости казанские ученые не обнаружили. Так, гены устойчивости одновременно к трем группам антибиотиков исследователи выявили в навозе и помете как в частных домохозяйствах, так и на крупных фермах. Первое может объясняться наличием антибиотиков в комбикормах, а также покупкой молодняка в крупных хозяйствах.
Все три группы антибиотиков, степень распространения генов устойчивости к которым исследовали ученые, применяются в сельском хозяйстве не только для лечения и профилактики заболеваний животных и птицы, но и для стимуляции их роста.
ПОТЕРЯ УРОЖАЯ И НЕИЗЛЕЧИМОСТЬ ИНФЕКЦИОННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ
– Исследования много раз показали, что антибиотики сами по себе не очень стабильны – сохраняются в почве максимум месяц-полтора. И вроде бы ничего страшного в них нет, кроме того, что они локально, где находятся, убивают микроорганизмы. А последствия в виде генов устойчивости к антибиотикам важны, потому что они фактически неубиваемы.
Бактерии их передают из поколения в поколение, от вида к виду в процессе горизонтального переноса генов. И все, что про больничные инфекции говорят (передаются гены устойчивости, становятся неизлечимыми заболевания), все то же самое касается и природных микроорганизмов. То есть эти гены устойчивости передаются и постоянно присутствуют во всех средах.
У бактерий генетическая информация зашифрована в хромосомах основных и в хромосомах мелких кольцевой формы, которые называются плазмиды. Частью плазмид бактерии разных видов способны обмениваться просто в результате физического контакта – они находятся рядом и могут эти плазмиды друг другу передавать. Таким образом переданные плазмиды становятся частью генома другой бактерии и размножаются вместе с ней. Этот процесс называется процесс горизонтального трансфера или горизонтального переноса генов. Так вот устойчивость к антибиотикам, описанная в 99,9% случаев, присутствует именно в плазмидах. Поэтому ее так легко передавать от одного вида к другому, – объясняет Галицкая.
Ситуацию усугубляет то, что антибиотики, применяемые при лечении людей и в ветеринарии – одни и те же.
– И механизмы выброса или борьбы с антибиотиком внутри микроорганизмов абсолютно одинаковые, будь то почвенные микроорганизмы или микроорганизмы микрофлоры кишечника человека.
Потенциальная опасность для человека генов антибиотикоустойчивости, как объясняет ученый, заключается в следующем. При попадании загрязненного данными генами навоза в почву в ней развиваются сообщества микроорганизмов, которые устойчивы к антибиотикам. В результате, если сельскохозяйственные культуры заражаются болезнями бактериального происхождения, то средства защиты растений оказываются бесполезны – антибиотики на устойчивые к ним бактерии не действуют. А это означает потерю урожая.
Во-вторых, существует вероятность попадания микроорганизмов с генами устойчивости в пищу. Чаще всего это касается корнеплодов, употребляемых сырыми (морковь, свекла, сельдерей и т.п.), в микропорах и трещинках которых остаются частички почвы.
– Это вероятностный процесс. Большая часть потребленных таким образом бактерий в желудке и дальше в кишечнике погибнет, но кто-то не погибнет. Гены устойчивости попадут в кишечник человеку. И он приобретет свойство антибиотикоустойчивости* (примечание - в конце статьи). А это уже - невозможность лечения различных заболеваний, – отмечает Галицкая и добавляет, что в группе риска также находятся фермеры и садоводы, то есть все, кто работает с землей и пользуется навозом. Частички почвы под ногтями и на руках способствуют попаданию генов устойчивости в организм.
ПУТЕЙ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ НЕТ
Руководитель лаборатории признает, что в настоящий момент путей решения проблемы нет. Так же, как с медицинскими антибиотикоустойчивыми видами бактерий.
– Что с ними делать, непонятно. Все время изобретать новые антибиотики? Но как показывает практика, через год-два после открытия каждого антибиотика у человека уже находят устойчивые виды. По всей вероятности микроорганизмы приобретают устойчивость еще быстрее.
Сейчас сотрудники лаборатории изучают, какой долговременный эффект оказывает на устойчивые к антибиотикам микроорганизмы процесс приготовления из навоза компоста. То, что их количество сокращается, говорит Галицкая, известно – они не переживают фазу повышения температуры в процессе компостирования. А вот что дальше что с ними происходит, остаются ли споры цист бактерий с генами устойчивости, способные развиться после внесения компоста в почву, ученые пытаются понять.
– Для навозов компостирование, даже если не решит проблему вообще, значительно снижает ее масштабы. Что еще с этим делать – мы в процессе [изучения]. Есть разные предположения: прокомпостировать и в обязательном порядке (в виде технологического регламента где-то прописывать) оставлять этот компост на зимовку в наших условиях при очень низких температурах. Может быть, это добьет сообщества микроорганизмов с генами устойчивости.
Мы подбираем разнотемпературные режимы, обрабатываем антагонистами, то есть другими микроорганизмами, которые смогут победить антибиотикоустойчивых в конкурентной борьбе. Те вымрут и соответственно не передадут больше никому свои свойства. Мы занимаемся этим вплотную.
УСТОЙЧИВОСТЬ К АНТИБИОТИКАМ - МИРОВАЯ УГРОЗА
ВОЗ признает устойчивость к антибиотикам одной из крупнейших угроз всемирному здравоохранению, продовольственной безопасности и развитию. Как указывает организация на своем сайте, без эффективных антимикробных препаратов для предотвращения и лечения инфекций такие медицинские процедуры как пересадка органов, химиотерапия, борьба с диабетом и обширное хирургическое вмешательство (например, кесарево сечение или замещение тазобедренного сустава) становятся чрезвычайно рискованными. Растущий перечень инфекций, таких как пневмония, туберкулез, заражение крови и гонорея, становится труднее, а иногда невозможно лечить, поскольку антибиотики становятся менее эффективными.
По данным организации, антибиотикоустойчивость является причиной:
– 25 тысяч смертей, 2.5 миллионов дополнительных койко-дней в год в Европейском Союзе (население – 500 млн. чел.), что означает 1.5 миллиарда затрат на медицинское обслуживание населения и потерь производительности труда ежегодно;
– более 23 тысяч смертей, более двух миллионов случаев заболеваний (заражений бактериями, резистентными к антибиотикам) в год в США (население – 300 млн. чел), что обходится обществу в 20 миллиардов $ прямых и 35 миллиардов $ косвенных затрат;
– более 38 тысяч смертей, более 3.2 миллионов койко-дней в год в Таиланде (население – 70 млн. чел.) Это выливается для государства в 84.6-202.8 миллионов $ прямых затрат и более 1.3 миллиарда $ косвенных.
Количество смертей из-за устойчивости к антибиотикам к 2050 году может обогнать рак
Согласно оценкам международных экспертов устойчивость микроорганизмов к антибиотикам является причиной более 700 тысяч смертельных случаев в мире ежегодно. Непринятие мер может привести к тому, что к 2050 году эта цифра увеличится до 10 миллионов человек в год и обгонит рак. Всемирный банк предупреждает, что к середине столетия резистентные к лекарственным средствам инфекции могут нанести глобальный экономический ущерб наравне с финансовым кризисом 2008 года.
Ситуация осложняется отсутствием данных наблюдений во многих странах. В России статистика по устойчивым к антибиотикам микроорганизмам и вызванным ими заболеваниям фактически не ведется, сведений в открытом доступе нет.
В конце февраля была опубликована информация, что лаборатория НИИ детских инфекций ФМБА России в Санкт-Петербурге впервые в нашей стране выявила бактерии, резистентные к антибиотикам. Причем сразу три самых опасных микроба из списка ВОЗ – акинетобактерию Бауманна, синегнойную палочку, энтеробактерии (всего в списке ВОЗ 12 видов бактерий, устойчивых к действию антибиотиков и представляющих наибольшую угрозу для здоровья человека) в 15 городах России, включая Москву и Санкт-Петербург.
В развитие международных документов по проблеме устойчивости к противомикробным препаратам Минздрав РФ разработал “Стратегию предупреждения и преодоления устойчивости микроорганизмов и вредных организмов растений к лекарственным препаратам, химическим и биологическим средствам на период до 2030 года и дальнейшую перспективу”. Обсуждение проекта документа на сайте Федерального портала проектов нормативных правовых актов завершилось 22 июня.
*Свойства устойчивости приобретают микроорганизмы кишечника человека, уточняет Полина Галицкая.
Подписывайтесь на наш канал в Telegram. Мы говорим то, о чем другие вынуждены молчать.
