Анализ исторических почвенных архивов, датируемых 1923 годом, выявил четкую параллель между появлением устойчивости к антибиотикам в медицине и аналогичными генами устойчивости к антибиотикам, обнаруженными с течением времени в сельскохозяйственных почвах, обработанных навозом животных.Собранные в Дании, где антибиотики были запрещены в сельском хозяйстве с 1990-х годов для нетерапевтического использования, почвенные архивы предоставляют « хронологию устойчивости к антибиотикам », которая отражает гены устойчивости, обнаруженные в окружающей среде, и эволюцию тех же типов устойчивости к антибиотикам в медицина.Исследование, проведенное под руководством Университета Ньюкасла, Великобритания, также показало, что многократное использование навоза и заменителей антибиотиков может повысить способность почвенных бактерий мобилизоваться или подготовиться, а также приобрести гены устойчивости к новым антибиотикам.
Публикуя свои результаты в академическом журнале Scientific Reports, авторы исследования говорят, что данные подчеркивают важность сокращения использования антибиотиков во всех секторах, если мы хотим снизить глобальную устойчивость к антибиотикам.Ведущий автор Дэвид Грэм, профессор инженерии экосистем в Университете Ньюкасла, сказал:«Наблюдаемый мост между клинической и сельскохозяйственной устойчивостью к антибиотикам означает, что мы не собираемся решать проблему устойчивости только за счет сокращения количества антибиотиков, которые мы прописываем в наших клиниках общей практики.
«Чтобы снизить глобальный рост резистентности, нам необходимо сократить использование антибиотиков и улучшить контроль над ними во всех секторах.«Если этого не сделать, устойчивость к антибиотикам из неблагоразумных секторов приведет к перекрестному заражению всей системы, и мы быстро окажемся в ситуации, когда наши антибиотики больше не эффективны».Антибиотики используются в медицине с 1930-х годов, спасая миллионы жизней.
Два десятилетия спустя они были внедрены в сельскохозяйственную практику, и Дания была среди лидеров по применению антибиотиков для повышения продуктивности сельского хозяйства и животноводства.Однако растущее осознание кризиса устойчивости к антибиотикам и продолжающиеся дискуссии о том, кто и какие виды деятельности являются наиболее ответственными, привели к тому, что ЕС призвал к постепенному отказу от использования антибиотиков в нетерапевтических условиях, а Дания стала лидером.
Станция долгосрочных экспериментов в Аскове в Дании была первоначально создана в 1894 году для изучения роли навоза по сравнению с неорганическими удобрениями на плодородие почвы.Анализируя образцы, группа, в которую вошли эксперты из Университета Ньюкасла, Университета Стратклайда и Орхусского университета, смогла измерить относительное количество специфических генов устойчивости к? -Лактамным антибиотикам, которые могут придавать устойчивость классу антибиотиков, которые являются антибиотиками. имеет большое медицинское значение.До 1960 года команда обнаружила низкие уровни генов как в навозной почве, так и в почве, обработанной неорганическими удобрениями.
Однако к середине 1970-х годов уровни отдельных генов α-лактама начали расти в навозных почвах, достигнув пика в середине 1980-х годов. Никакого увеличения или изменения почвы, обработанной неорганическими удобрениями, не обнаружено.
«Мы выбрали эти устойчивые гены, потому что их появление и быстрое увеличение числа больниц с 1963 по 1989 год хорошо задокументировано», — объясняет профессор Грэм.«Сравнивая эти две временные рамки, мы увидели, что появление каждого конкретного гена в образцах почвы соответствовало эволюции аналогичных типов устойчивости в медицине. Таким образом, теперь вопрос не в том, что появилось раньше, клиническая устойчивость или устойчивость к окружающей среде, а в том, что делает мы что с этим делать? "После запрета на нетерапевтическое использование антибиотиков в датском сельском хозяйстве фермеры заменили антибиотики металлами, такими как медь, и уровни ключевых генов α-лактама в навозных почвах быстро снизились, достигнув уровня доиндустриализации к 2010 году.
Однако в то же время команда измерила 10-кратное увеличение интегронов класса 1. Это переносчики генов и обменные молекулы — переносчики, которые позволяют бактериям легко обмениваться генами, включая гены устойчивости.Эти данные свидетельствуют о том, что применение навоза и заменителей антибиотиков, таких как медь, может «грунтовать» почвы, подготавливая их к повышенной передаче устойчивости в будущем.
«После того, как антибиотики были запрещены, операторы заменили их медью, которая обладает естественными антибиотическими свойствами, — объясняет профессор Грэм.«Необходимы дополнительные исследования, но наши результаты показывают, что, заменив антибиотиками металлы, такие как медь, мы, возможно, увеличили вероятность передачи резистентности.
«Если мы не сократим использование и не улучшим управление во всех секторах — экологическом, клиническом и сельскохозяйственном — у нас не будет шансов снизить устойчивость к антибиотикам в будущем».