世界下水道冲洗抗菌素耐药性

一个国际研究团队通过分析未经处理的生活污水样本来确定AMR基因，从而创建了抗菌素耐药性(AMR)的全球地图。由丹麦技术大学国家食品研究所的一个团队领导，科学家们对60个不同国家的污水样本进行了宏基因组分析，以表征抗菌素耐药性的丰富性和多样性。

他们的研究结果突出了欧洲，北美和澳大利亚/新西兰之间AMR基因丰度和多样性的系统差异，这些基因具有最低的抗菌素耐药性，非洲，亚洲和南美洲的抗菌药物耐药性最高。研究结果还表明，在巴西，印度和越南发现了最大的抗性基因多样性，而澳大利亚和新西兰的AMR基因多样性最低。

“在抗微生物药物耐药性的斗争中，我们的研究结果表明，如果为改善抗菌素耐药性高的国家的卫生条件做出共同努力，这将是一个非常有效的策略，”国家食品教授Frank Aarestrup博士评论道。研究所和研究负责人今天在Nature Communications上发表了一篇题为“ 全球监测基于城市污水宏基因组学分析的抗菌素耐药性 ”的论文。

作者解释说，抗菌素耐药性是对公众健康日益增加的全球性威胁，但也是高度复杂的“多种相互关联的驱动因素，可能包括改变旅游，贸易，气候变化和人口的动态”。目前用于AMR监测的方法通常集中在少数病原体上，并且可以基于来自患者标本的实验室数据。得到的数据不一定是可比较的，并且还仅包括狭窄的病原体谱，而不是捕获所有相关的AMR基因。

作者提出，从AMR监测的角度来看，城市污水是一种极具吸引力的样本选择，因为它可以有效地从大型健康人群中采集材料。“分析污水可以快速，相对便宜地显示出一个区域内确切存在的细菌 - 收集和分析污水不需要道德批准，因为这些材料无法追溯到个人，”Aarestrup评论道。“这两个参数都有助于使污水监测系统成为一种可行的选择 - 在发展中国家也是如此。”事实上，污水已被用于全球消灭脊髓灰质炎计划的监测。

对于他们报告的宏基因组学研究，该团队分析了来自的生活污水

在60个国家的74个城市的7个地理区域中有79个抽样地点。总体结果确定了1546种不同的细菌属，尽管生物数量少得多。

就AMR基因的地理丰度而言，在非洲国家中观察到最高水平，尽管巴西在所有国家中具有最高的AMR基因丰度。该团队报告说，新西兰和澳大利亚的频谱较低。“据我们所知，不存在主要健康人群AMR基因全球发生的可比数据，”他们指出。

总共鉴定了来自408个基因组的1625种不同的AMR基因。“编码对大环内酯类，四环素类，氨基糖苷类，β-内酰胺类和磺胺类的耐药性的AMR基因是最丰富的。”从地理位置来看，大多数来自欧洲和北美的样品中大环内酯类耐药基因的相对比例较高，而亚洲和非洲的样品表现出高比例的基因赋予对磺胺类和苯酚类的抗性。仅有15个AMR基因占AMR总量的50%。有趣的是，已知没有一种显性AMR基因特异于特定细菌属。

研究人员利用世界银行的人口健康和区域发展数据来调查可能影响不同国家抗菌药物耐药性的抗菌药物使用以外的其他因素。他们发现大多数相关变量与卫生条件和人口的总体健康状况有关。“......我们发现，无论AMR基因的多样性如何，AMR的总体丰度与世界银行变量的数量有很大关系，主要与卫生和健康有关，”研究人员写道。“我们的研究结果表明，全球AMR基因多样性和丰富程度因地区而异，改善环境卫生和健康可能会限制AMR的全球负担。”

相比之下，应用于数据的两种不同计算模型的结果表明，虽然属于特定抗菌类别的AMR基因的丰度随着该药物类别残留水平的增加而增加，但总药物残留水平与AMR基因之间没有关系。 。“虽然我们的模型显示属于特定抗菌类别的AMR基因丰度显着增加，且抗菌类别的使用增加，但我们发现所有抗菌药物的总使用量对不同类别的丰度没有显着影响，”他们表示。“这表明，虽然特定类别的AMU [抗菌药物使用]是编码该类耐药性的AMR基因的重要驱动因素，

有趣的是，人类航空旅行对AMR丰度的影响也很小。“重要的是，这表明总AMR丰度主要受当地/国家参数的影响，即使所有AMR基因都可能迅速传播并在世界各个角落发现，但需要进行局部选择才能达到可观的频率。”

利用世界银行的数据，研究人员随后预测了259个国家/地区的抗菌素耐药水平，并起草了健康人群的抗药性世界地图。他们的估计表明荷兰，新西兰和瑞典的抵抗力水平最低，而坦桑尼亚，越南和尼日利亚的抵抗水平最高。

研究人员总结说：“据我们所知，我们的研究首次尝试监测和预测全球主要健康人群中AMR的发生。” “...虽然目前应继续努力改善人类临床病原体对AMR的监测，但我们确实建议我们的研究为灵活，简单，负担得起且符合伦理道德的全球AMR实时监测提供基础，可立即实施全球也在低收入和中等收入国家。“同样的研究设计也可用于监测其他传染病病原体，”他们建议道。

科学家承认，虽然他们的方法利用了可以同时量化数千个基因并产生可以重新检查和重新分析的数据的宏基因组学，但也可以使用其他测试方法，如培养或PCR，并且可能具有更好的灵敏度。他们指出，“评估各种技术有用性的比较研究，包括敏感性，特异性和检测目标数量的评估，都是必要的。” 他们的最终目标是建立一个系统，使全球研究人员能够实时交换和解释信息，并使用全球监测数据来帮助管理可能跨境传播的疾病。