Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Riccardo Mayer / Shutterstock.com

Om ett två år gammalt barn som lever i fattigdom i Indien eller Bangladesh blir sjukt av en vanlig bakterieinfektion, finns det mer än 50% chansen att en antibiotikabehandling misslyckas. På något sätt har barnet fått en antibiotikaresistent infektion - även till läkemedel som de kanske aldrig har utsatts för. På vilket sätt?

Tyvärr bor detta barn också på en plats med begränsat rent vatten och mindre avfallshantering, vilket leder dem till ofta kontakt med avföring. Detta innebär att de regelbundet utsätts för miljoner resistenta gener och bakterier, inklusive potentiellt obehandliga superbugs. Denna sorgliga historia är chockerande vanligt, särskilt på platser där föroreningar är utbredd och rent vatten begränsas.

Under många år trodde människor att antibiotikaresistens i bakterier främst drivs av oavsiktlig användning av antibiotika i kliniska och veterinära miljöer. Men växande bevis föreslår att miljöfaktorer kan vara av lika stor eller större betydelse för spridningen av antibiotikaresistens, särskilt i utvecklingsländerna.

Här fokuserar vi på antibiotikaresistenta bakterier, men läkemedelsresistens förekommer också i typer av andra mikroorganismer - såsom resistens i patogena virus, svampar och protoso (kallat antimikrobiell resistens eller AMR). Detta innebär att vår förmåga att behandla alla typer av infektionssjukdomar alltmer hindras av resistens, eventuellt inkluderande koronavirus som SARS-CoV-2, vilket orsakar COVID-19.

Sammantaget måste användningen av antibiotika, antivirala medel och svampdämpande tydligt minskas, men i större delen av världen är förbättring av vatten, sanitet och hygienpraxis - en praxis som kallas WASH - också mycket viktigt. Om vi ​​kan säkerställa renare vatten och säkrare livsmedel överallt, kommer spridningen av antibiotikaresistenta bakterier att minska över miljön, inklusive inom och mellan människor och djur.

As senaste rekommendationer om AMR från FN: s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO), Världsorganisationen för djurhälsa (OIE) och Världshälsoorganisationen (WHO) föreslår, till vilken David bidragit, "superbugproblemet" kommer inte att lösas med mer försiktiga antibiotikaanvändning ensam. Det kräver också globala förbättringar av vattenkvalitet, sanitet och hygien. Annars kan nästa pandemi vara sämre än COVID-19.

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Obehandlat avloppsvatten. Joa Souza / Shutterstock.com


Få det senaste från InnerSelf


Bakterier under stress

För att förstå motståndsproblemet måste vi gå tillbaka till grunderna. Vad är antibiotikaresistens och varför utvecklas det?

Exponering för antibiotika sätter stress på bakterier och, som andra levande organismer, försvarar de sig. Bakterier gör detta genom att dela och förvärva försvarsgener, ofta från andra bakterier i deras miljö. Detta gör att de snabbt kan förändras och snabbt få förmågan att göra proteiner och andra molekyler som blockerar antibiotikans effekt.

Denna gendelningsprocess är naturligt och är en stor del av det som driver evolutionen. Men när vi använder starkare och mer varierande antibiotika, har nya och kraftfullare bakteriella försvarsalternativ utvecklats, vilket gör vissa bakterier resistenta mot nästan allt - det ultimata resultatet är obehandlingsbara superbugs.

Antibiotikaresistens har funnits sedan livet började, men har nyligen accelererat på grund av mänsklig användning. När du tar ett antibiotikum dödar det en stor majoritet av målbakterierna på infektionsstället - så att du blir bättre. Men antibiotika dödar inte alla bakterierna - vissa är naturligt resistenta; andra förvärvar resistensgener från sina mikrobiella grannar, särskilt i våra matsmältningssystem, hals och på vår hud. Detta innebär att vissa resistenta bakterier alltid överlever och kan passera till miljön via otillräckligt behandlade avföringsämnen och sprider resistenta bakterier och gener bredare.

Läkemedelsindustrin svarade initialt på ökande resistens genom att utveckla nya och starkare antibiotika, men bakterier utvecklas snabbt, vilket gör att även nya antibiotika förlorar effektiviteten snabbt. Som ett resultat har den nya antibiotikautvecklingen nästan slutat eftersom den skaffar sig begränsad vinst. Samtidigt fortsätter resistensen mot befintliga antibiotika att öka, vilket särskilt påverkar platser med dålig vattenkvalitet och sanitet.

Det beror på att du i den utvecklade världen avraskar och din poo går ner på toaletten och så småningom rinner ner i en avlopp till en avloppsreningsverk i gemenskapen. Även om behandlingsanläggningarna inte är perfekta, reducerar de vanligen resistansnivåerna med drygt 99%, vilket avsevärt minskar motståndet som frigörs till miljön.

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Moderna avloppsreningsverk tar bort de flesta AMR-mikrober. Men de är för närvarande inte överkomliga i stora delar av världen. People Image Studio / Shutterstock.com

Däremot över 70% av världen har ingen avloppsvattenrening eller ens avlopp; och mest avföring, som innehåller resistenta gener och bakterier, går direkt in i yt- och grundvatten, ofta via öppna avlopp.

Detta innebär att människor som bor på platser utan hantering av fekalt avfall regelbundet utsätts för antibiotikaresistens på många sätt. Exponering är till och med möjligt för personer som kanske inte har tagit antibiotika, som vårt barn i Sydasien.

Spridning genom avföring

Antibiotikaresistens finns överallt, men det är inte förvånande att motståndet är störst på platser med dålig sanitet eftersom andra faktorer än användning är viktiga. Till exempel spelar en fragmenterad civil infrastruktur, politisk korruption och brist på centraliserad sjukvård också nyckelroller.

Man kan cyniskt hävda att ”utländskt” motstånd är en lokal fråga, men antibiotikaresistensspridning känner inga gränser - superbugs kan utvecklas på ett ställe på grund av föroreningar, men sedan bli globala på grund av internationella resor. Forskare från Danmark jämförde antibiotikaresistensgener i långdistansflygtoaletter och fann stora skillnader i motståndstransport bland flygvägar kan antyda att motstånd kan hoppa-spridning genom resor.

Världens nuvarande erfarenhet av spridningen av SARS-CoV-2 visar hur snabbt smittämnen kan röra sig med mänskliga resor. Effekten av att öka antibiotikaresistensen är inte annorlunda. Det finns inga pålitliga antivirala medel för SARS-CoV-2-behandling, vilket är det som saker kan bli för för närvarande behandlingsbara sjukdomar om vi tillåter resistens att fortsätta att inte kontrolleras.

Som ett exempel på antibiotikaresistens upptäcktes först "superbug" -genen blaNDM-1 i Indien 2007 (även om det antagligen fanns i andra regionala länder). Men snart därefter hittades den i en sjukhuspatient i Sverige och då i Tyskland. Det upptäcktes slutligen 2013 på Svalbard i högarktis. Parallellt, varianter av denna gen visades lokalt, men har utvecklats när de rör sig. Liknande utveckling har skett som COVID-19-viruset har spridit.

I förhållande till antibiotikaresistens är människor inte de enda "resenärer" som kan bära resistens. Vilda djur, som flyttfåglar, kan också förvärva resistenta bakterier och gener från förorenat vatten eller jord och sedan flyga stora avstånd som bär motstånd i tarmen från platser med dålig vattenkvalitet till platser med god vattenkvalitet. Under resor avraskar de sig längs sin väg och kan potentiellt plantera motstånd nästan var som helst. Den globala handeln med livsmedel underlättar också spridningen av motstånd från land till land och över hela världen.

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Resistenta mikrober behöver inte plan för att resa. Nick Fewings / Unsplash, FAL

Det som är svårt är att spridningen av motstånd genom resor ofta är osynlig. Faktum är att de dominerande vägarna för internationellt motstånd sprider sig är i stort sett okända eftersom många vägar överlappar varandra och motståndstyperna och drivkrafterna är olika.

Resistenta bakterier är inte de enda smittämnena som kan spridas genom miljökontaminering. SARS-CoV-2 har hittats i feces och inaktivt virusavfall som finns i avloppsvatten, men alla bevis tyder på att vatten är inte en viktig rutt av COVID-19 spridning - även om det finns begränsade data från platser med dålig sanitet.

Så olika fall skiljer sig åt. Men det finns vanliga rötter till sjukdomsspridning - föroreningar, dålig vattenkvalitet och otillräcklig hygien. Att använda färre antibiotika är avgörande för att minska resistens. Men utan att också tillhandahålla säkrare sanitet och förbättrad vattenkvalitet på global skala, kommer motståndet att fortsätta öka, vilket möjligen skapar nästa pandemi. En sådan kombinerad strategi är central för de nya WHO / FAO / OIE-rekommendationerna om AMR.

Andra typer av föroreningar och sjukhusavfall

Industriavfall, sjukhus, gårdar och jordbruk är också möjliga källor eller drivkrafter för antibiotikaresistens.

Till exempel för ungefär tio år sedan studerade en av oss (David) metallföroreningar i en kubansk flod och hittade de högsta nivåerna av resistenta gener var nära en läckande deponi för fast avfall och där läkemedelsfabriksavfall kom in i floden. Fabriken släpper klart påverkade resistensnivåer nedströms, men det var metaller från deponiet som starkast korrelerade med resistensgenivåer i floden.

Det finns en logik för detta eftersom giftiga metaller kan stressa bakterier, vilket gör bakterierna starkare, vilket för övrigt gör dem mer resistenta mot allt, inklusive antibiotika. Vi såg samma sak med metaller i Kinesiska deponier där resistensgenivåerna i deponiet dränerar starkt korrelerade med metaller, inte antibiotika.

I själva verket kan förorening av nästan alla slag främja antibiotikaresistens, inklusive metaller, biocider, bekämpningsmedel och andra kemikalier som kommer in i miljön. Många föroreningar kan främja resistens hos bakterier, så att minska föroreningar i allmänhet kommer att bidra till att minska antibiotikaresistens - ett exempel på detta är att minska metallföroreningar.

Sjukhus är också viktiga, eftersom de är både reservoarer och inkubatorer för många olika antibiotikaresistens, inklusive välkända resistenta bakterier såsom Vancouveromycin-resistent Enterococcus (VRE) och Methicillin-resistent Staphylococcus aureus (MRSA). Även om resistenta bakterier inte nödvändigtvis förvärvas på sjukhus (de flesta tas in från samhället), kan resistenta bakterier berikas på sjukhus eftersom de är där människor är mycket sjuka, vårdas i närheten och ofta tillhandahålls antibiotika som "sista utväg". Sådana tillstånd gör det lättare att sprida resistenta bakterier, särskilt superbug-stammar på grund av de typer av antibiotika som används.

Avloppsvatten från sjukhus kan också vara ett problem. Senaste data visade att "typiska" bakterier i sjukhusavlopp har fem till tio gånger mer resistenta gener per cell än samhällskällor, särskilt gener som lättare delas mellan bakterier. Detta är problematiskt eftersom sådana bakterier ibland är superbug-stammar, såsom de som är resistenta mot karbapenemantibiotika. Sjukhusavfall är ett särskilt problem på platser utan effektiv avloppsvattenrening.

En annan kritisk källa till antibiotikaresistens är jordbruk och vattenbruk. Läkemedel som används i veterinärvård kan vara mycket lika (ibland identiska) som antibiotika som används i humanmedicin. Och så resistenta bakterier och gener är hittad i djurgödsel, jord och dräneringsvatten. Detta är potentiellt betydande med tanke på att djur producerar fyra gånger mer avföring än människor i global skala.

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Se upp för cowpats. Annie Spratt / Unsplash, FAL

Avfall från jordbruksverksamhet kan också vara särskilt problematisk eftersom avfallshanteringen vanligtvis är mindre sofistikerad. Dessutom är jordbruksverksamheten ofta i mycket stora skalor och mindre innehållande på grund av större exponering för djurliv. Slutligen kan antibiotikaresistens spridas från husdjur till jordbrukare till livsmedelsarbetare, vilket har sett i senaste europeiska studier, vilket betyder att detta kan vara viktigt på lokala skalor.

Dessa exempel visar att föroreningar i allmänhet ökar spridningen av resistens. Men exemplen visar också att dominerande förare kommer att skilja sig utifrån var du är. På ett ställe kan resistensspridning drivas av mänskligt fekalt förorenat vatten; I en annan kan det vara industriell förorening eller jordbruksverksamhet. Så lokala förhållanden är nyckeln till att minska spridningen av antibiotikaresistens, och optimala lösningar kommer att skilja sig från plats till plats - enstaka lösningar passar inte alla.

Lokalt drivna nationella handlingsplaner är därför viktiga - vilket är det nya WHO / FAO / OIE-vägledning rekommenderar starkt. På vissa platser kan åtgärderna fokusera på sjukvårdssystem. På många ställen är det också viktigt att främja renare vatten och säkrare livsmedel.

Enkla steg

Det är uppenbart att vi måste använda en helhetssyn (det som nu kallas "En hälsa”) För att minska spridningen av resistens över människor, djur och miljön. Men hur gör vi det i en värld som är så ojämlik? Det accepteras nu att rent vatten är en mänsklig rättighet inbäddad i FN: s 2030 Dagordning för hållbar utveckling. Men hur kan vi uppnå överkomligt "rent vatten för alla" i en värld där geopolitiken ofta uppväger lokala behov och verkligheter?

Globala förbättringar av sanitet och hygien bör ge världen närmare att lösa problemet med antibiotikaresistens. Men sådana förbättringar bör bara vara början. När förbättrad sanitet och hygien finns på global skala kommer vår beroende av antibiotika att minska på grund av mer rättvis tillgång till rent vatten. I teorin kommer rent vatten i kombination med minskad användning av antibiotika att driva en nedåtgående spiral i resistens.

Detta är inte omöjligt. Vi känner till en by i Kenya där de helt enkelt flyttade sin vattenförsörjning upp en liten kulle - ovanför snarare än nära deras latrines. Handtvätt med tvål och vatten krävdes också. Ett år senare var antibiotikabruk i byn försumbar eftersom så få bybor var ohöga. Denna framgång beror delvis på byns avlägsna plats och mycket proaktiva bybor. Men det visar att rent vatten och förbättrad hygien direkt kan översätta till minskad antibiotikabruk och resistens.

Hur forskare världen över kämpar redan mot nästa pandemi Offentliga toaletter i Haryana, Indien. Rinku Dua / Shutterstock.com

Denna berättelse från Kenya visar vidare hur enkla åtgärder kan vara ett kritiskt första steg för att minska det globala motståndet. Men sådana åtgärder måste göras överallt och på flera nivåer för att lösa det globala problemet. Detta är inte kostnadsfritt och kräver internationellt samarbete - inklusive fokuserad apolitisk politik, planering och infrastruktur och förvaltningsmetoder.

Vissa väl avsedda grupper har försökt komma med nya lösningar, men dessa lösningar är ofta för tekniska. Och västerländska vatten- och avloppsteknologier är sällan optimala för användning i utvecklingsländer. De är ofta för komplexa och kostsamma, men kräver också underhåll, reservdelar, driftsförmåga och kulturell inköp för att vara hållbara. Att till exempel bygga en avancerad avloppsreningsverk för aktiverat slam på en plats där 90% av befolkningen inte har avloppsanslutningar är meningslöst.

Enkelt är mer hållbart. Som ett uppenbart exempel måste vi minska öppen avföring på ett billigt och socialt acceptabelt sätt. Detta är den bästa omedelbara lösningen på platser med begränsad eller oanvänd sanitetsinfrastruktur, t.ex. lantliga Indien. Innovation är utan tvekan viktig, men den måste anpassas till lokala verkligheter för att ha en chans att hållas i framtiden.

Starkt ledarskap och styrning är också avgörande. Antibiotikaresistens är mycket lägre på platser med mindre korruption och stark styrning. Motståndet är också lägre på platser med större utgifter för folkhälsan, vilket innebär socialpolitik, samhällsåtgärder och lokalt ledarskap kan vara lika viktigt som teknisk infrastruktur.

Varför löser vi inte problemet?

Samtidigt som det finns lösningar på antibiotikaresistens saknas integrerat samarbete mellan vetenskap och teknik, medicin, sociala åtgärder och styrning. Även om många internationella organisationer erkänner problemets omfattning, sker inte en enhetlig global handling inte tillräckligt snabbt.

Det finns olika skäl till detta. Forskare inom sjukvård, vetenskap och teknik finns sällan på samma sida och experter håller ofta med över vad som bör prioriteras för att förhindra antibiotikaresistens - detta rör sig om vägledning. Tyvärr sensualiserar många antibiotikaresistensforskare ibland sina resultat, bara rapporterar dåliga nyheter eller överdrivna resultat.

Vetenskapen fortsätter att avslöja sannolika orsaker till antibiotikaresistens, vilket visar att ingen enda faktor driver resistensutveckling och spridning. Som sådan krävs en strategi som innehåller medicin, miljö, sanitet och folkhälsa för att erbjuda de bästa lösningarna. Regeringar över hela världen måste agera samstämmigt för att uppnå mål för sanitet och hygien i enlighet med FN: s hållbara utvecklingsmål.

Rikare länder måste arbeta med fattigare. Men åtgärder mot motstånd bör fokusera på lokala behov och planer eftersom varje land är annorlunda. Vi måste komma ihåg att motstånd är allas problem och att alla länder har en roll i att lösa problemet. Detta framgår av COVID-19-pandemin, där vissa länder har visat sig prisvärt samarbete. Rikare länder bör investera i att hjälpa till att tillhandahålla lokala lämpliga avfallshanteringsalternativ för fattigare - de som kan upprätthållas och upprätthållas. Detta skulle ha en mer omedelbar effekt än någon "framtidens toalett" -teknologi.

Och det är nyckeln att komma ihåg att den globala antibiotikaresistenskrisen inte existerar. Andra globala kriser överlappar motstånd; som klimatförändringar. Om klimatet blir varmare och torrare i delar av världen med begränsad sanitetsinfrastruktur, kan större antibiotikaresistens uppstå på grund av högre exponeringskoncentrationer. Däremot, om större översvämningar inträffar på andra platser, kommer en ökad risk för obehandlad avföring och annat avfall att spridas över hela landskap, vilket ökar exponeringarna för antibiotikaresistens på obegränsat sätt.

Antibiotikaresistens kommer också att påverka kampen mot COVID-19. Som ett exempel är sekundära bakterieinfektioner vanliga hos allvarligt sjuka patienter med COVID-19, särskilt när de är inlagda på en ICU. Så om sådana patogener är resistenta mot kritiska antibiotikabehandlingar fungerar de inte och får resultat i högre dödsräntor.

Oavsett sammanhang måste förbättrad vatten, sanitet och hygien vara ryggraden i som härstammar spridningen av AMR, inklusive antibiotikaresistens, för att undvika nästa pandemi. Vissa framsteg görs när det gäller globalt samarbete, men ansträngningarna är fortfarande för fragmenterade. Vissa länder gör framsteg, medan andra inte gör det.

Resistens måste ses i ett liknande ljus som andra globala utmaningar - något som hotar människans existens och planeten. Liksom när det gäller att ta itu med klimatförändringar, skydda den biologiska mångfalden eller COVID-19, krävs ett globalt samarbete för att minska utvecklingen och spridningen av resistens. Renare vatten och förbättrad hygien är nyckeln. Om vi ​​inte arbetar tillsammans nu kommer vi alla att betala ett ännu högre pris i framtiden.

Om författaren

David W Graham, professor i ekosystemteknik, Newcastle University och Peter Collignon, professor i infektionssjukdomar och mikrobiologi, Australian National University

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.


Rekommenderade böcker: Hälsa

Färsk frukt RensaFresh Fruit Cleanse: Detox, gå ner i vikt och återställ din hälsa med naturens mest utsökta mat [Paperback] av Leanne Hall.
Förlora vikt och känna dig vibrerande hälsosam när du rensar din toxins kropp. Färsk frukt Rensa erbjuder allt du behöver för en enkel och kraftfull avgiftning, inklusive dag-för-dag-program, läckande recept och råd för övergången från rengöringen.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Trivs matTriva Foods: 200 Växtbaserade recept för Peak Health [Paperback] av Brendan Brazier.
Bygga på den stressreducerande, hälsofrämjande näringsfilosofin som introducerades i hans hyllade veganäringsguide Frodas, professionell Ironman triathlete Brendan Brazier visar nu sin uppmärksamhet på din middagsplatta (frukostskål och lunchbricka också).
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.

Död genom medicin av Gary NullDeath by Medicine av Gary Null, Martin Feldman, Debora Rasio och Carolyn Dean
Den medicinska miljön har blivit en labyrint av interlocking företag, sjukhus och regeringskonferenser, infiltrerade av läkemedelsbolagen. De giftigaste ämnena godkänns ofta först, medan milda och mer naturliga alternativ ignoreras av ekonomiska skäl. Det är död av medicin.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.


vilken

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}

FRÅN REDAKTORERNA

Blåögon vs bruna ögon: Hur rasism lärs ut
by Marie T. Russell, InnerSelf
I detta avsnitt från Oprah Show från 1992 lärde den prisbelönta antirasismaktivisten och utbildaren Jane Elliott publiken en tuff lektion om rasism genom att visa hur lätt det är att lära sig fördomar.
En förändring kommer att komma...
by Marie T. Russell, InnerSelf
(30 maj 2020) När jag tittar på nyheterna om händelserna i Philadephia och andra städer i landet verkar mitt hjärta efter det som händer. Jag vet att detta är en del av den större förändringen som sker ...
En låt kan lyfta hjärtat och själen
by Marie T. Russell, InnerSelf
Jag har flera sätt som jag använder för att rensa mörkret från mitt sinne när jag upptäcker att det har snett i. En är trädgårdsarbete eller spendera tid i naturen. Den andra är tystnad. Ett annat sätt är läsning. Och en som ...
Varför Donald Trump kunde vara historiens största förlorare
by Robert Jennings, InnerSelf.com
Hela coronavirus-pandemin kostar en förmögenhet, kanske 2 eller 3 eller 4 förmögenheter, alla av okänd storlek. Åh ja, och hundratusentals, kanske en miljon människor kommer att dö för tidigt som en direkt ...
Maskot för Pandemic och temasång för social distansering och isolering
by Marie T. Russell, InnerSelf
Jag stötte på en låt nyligen och när jag lyssnade på texterna trodde jag att det skulle vara en perfekt låt som en "temalåt" under dessa tider med social isolering. (Text under videon.)