Antybiotykooporność przyspiesza przez zmiany klimatu. Zabija więcej ludzi niż malaria i AIDS

Wzrost temperatur, utrata bioróżnorodności i zanieczyszczenia napędzają śmiertelne zagrożenie, jakim jest dla nas oporność na antybiotyki i inne leki przeciwdrobnoustrojowe – potwierdza opublikowany właśnie raport Programu Środowiskowego ONZ (UNEP).

Środki przeciwdrobnoustrojowe to leki, które hamują lub niszczą mikroorganizmy. Zaliczają się do nich zarówno preparaty przeciwbakteryjne, jak i przeciwgrzybicze, przeciwwirusowe, a także przeciwpasożytnicze. Nie ulega wątpliwości, że odegrały one kluczową rolę w zmniejszeniu konsekwencji wielu chorób, odwracając losy trwającej od zarania dziejów wojny pomiędzy człowiekiem a mikrobami. Jednak ich coraz powszechniejsze, nieraz niewłaściwe stosowanie stwarza dogodne warunki do rozwoju szczepów mikroorganizmów, które stają się na takie preparaty oporne. Preparaty tego typu stosuje się przecież nie tylko w leczeniu ludzi, ale na ogromną skalę również w przemysłowej hodowli zwierząt.

Nie jest to w żaden sposób zaskakujące. W 1945 r. w swojej mowie noblowskiej przestrzegał przed tym Aleksander Fleming, odkrywca penicyliny, bo już trzy lata wcześniej opisano cztery szczepy gronkowca złocistego oporne na ten antybiotyk. Oporność na antybiotyki, preparaty naturalnie produkowane głównie przez grzyby, istniała zresztą już dziesiątki tysięcy lat temu, jak dowiodły w 2011 r. badania DNA zakonserwowanego w wiecznej zmarzlinie. Współcześnie, w warunkach częstego działania stresora, jakim dla mikroorganizmów są leki skierowane przeciwko nim, pojawianie się oporności podlega selekcji pozytywnej, jest promowane, staje się sposobem na lepsze przystosowanie. Rozprzestrzenianie się tej cechy najszybciej zachodzi wśród bakterii, ponieważ te z nich, które ją nabyły, mogą przekazywać innym odpowiedzialne za nią geny na drodze koniugacji.

Szybko, coraz szybciej. Antybiotykooporność przyspiesza

Niewątpliwie antybiotykooporności sprzyjają ci lekarze, którzy przepisują antybiotyki w klinicznie nieuzasadnionych przypadkach (np. w celu leczenia infekcji wirusowej) oraz pacjenci, którzy stosują te leki niezgodnie z rekomendacjami. Przez pierwsze 15 lat XXI w. konsumpcja antybiotyków wzrosła o 65 proc. W przypadku tych, które powinny być stosowane najrzadziej z uwagi na wyższy potencjał oporności, wzrost ten wynosił aż 91 proc. Okres pandemii również zadziałał przyspieszająco. Pomimo że koinfekcje bakteryjne występowały u mniej niż 10 proc. hospitalizowanych pacjentów, ok. 75 proc. z nich otrzymywała antybiotyki. Dodajmy do tego przemysł hodowli zwierząt, gdzie antybiotyki wykorzystywane są na ogromną skalę, w niektórych miejscach świata wcale nie w celu leczenia zakażeń bakteryjnych, ale… stymulowania wzrostu. Co gorsza, prawdziwa skala ich stosowania jest większa niż wynikałoby to z dostępnych danych. 40 proc. krajów nie zgłasza bowiem informacji na temat wykorzystywania antybiotyków do Światowej Organizacji Zdrowia Zwierząt (WOAH). Szacuje się, że weterynaryjne wykorzystywanie antybiotyków w Azji jest o 50 proc. wyższe niż raportowane, a w Afryce aż dwukrotnie. Niekwestionowanym liderem w tej kwestii pozostają Chiny, które w hodowli zwierząt wykorzystują więcej antybiotyków niż reszta świata. Do końca tej dekady na świecie do tego celu przeznaczane ma być aż 107,5 tys. ton tych preparatów każdego roku, czyli o ponad 7,5 tys. więcej niż w 2020 r. Procentowo największy wzrost zużycia antybiotyków weterynaryjnych nastąpić ma w Pakistanie, Australii, Brazylii, Meksyku, Rosji i Tajlandii.

Ewolucję oporności na antybiotyki genialnie przedstawili badacze z Uniwersytetu Harvarda, którzy w różnych częściach tej samej ogromnej, wypełnionej pożywką płytki hodowlanej dodali rosnące stężenia antybiotyku. Najniższe stężenie wyeliminowało niemal wszystkie wprowadzone bakterie, oprócz rzadkich mutantów. Tylko one rozprzestrzeniały się dalej, by po 11 dniach opanować część płytki, na której umieszczono stężenie antybiotyku tysiąc razy przekraczające początkowe.

Antybiotykooporność zabija więcej ludzi niż malaria i AIDS

Jak wynika z globalnej analizy danych opublikowanej na łamach „The Lancet”, tylko w 2019 r. z powodu oporności na antybiotyki umarło niemal 5 mln ludzi, w tym blisko 1 mln dzieci. Dla porównania w tym samym roku z powodu AIDS umarło 860 tys. chorych, a w przypadku malarii – 640 tys. Najpoważniejszym problemem jest to, że niektóre bakterie stały się oporne na prawie wszystkie łatwo dostępne leki skierowane przeciwko nim. Rosnącym wyzwaniem jest zwalczanie wielolekoopornych szczepów prątków gruźlicy albo opornego na metycylinę gronkowca złocistego, który – podobnie jak dwoinka rzeżączki – jest obecnie niemal zawsze oporny na stosowaną niegdyś powszechnie przeciwko niemu penicylinę. Problem stanowią również niewrażliwe na wankomycynę enterokoki czy enterobakterie znoszące działanie karbapenemów. Niepokojący jest fakt, że zjawisko oporności obejmuje także grupę tzw. antybiotyków ostatniej szansy, jak np. kolistynę, stosowaną do zwalczania szczepów niewrażliwych na działanie innych leków przeciwbakteryjnych. Gen umożliwiający znoszenie jej działania wykryto po raz pierwszy w 2015 r. Chociaż wykorzystanie kolistyny u ludzi ogranicza się jedynie do specyficznych sytuacji, od wielu lat odgrywa ona istotną rolę w leczeniu zakażeń zwierząt gospodarskich i jako czynnik stymulujący ich wzrost. W dobitny sposób ukazuje to zagrożenia, jakie dla zdrowia publicznego stwarza przemysł hodowlany.

Według prognoz do 2050 r. z powodu antybiotykooporności umierać będzie dodatkowo 10 mln osób rocznie, czyli tyle samo, ile w 2020 umarło na całym świecie z powodu chorób nowotworowych. Szacuje się, że do końca obecnej dekady oporność na leki przeciwdrobnoustrojowe może skutkować spadkiem PKB na świecie na poziomie przynajmniej 3,4 bln dol. rocznie. W 2050 r. straty mogą osiągnąć już kwotę rzędu 1 proc. obecnej wartości światowego PKB.

Kryzys środowiskowy też przyspiesza szerzenie oporności

Opublikowany niedawno raport Programu Środowiskowego ONZ (UNEP), opierając się na dostępnych danych naukowych, wskazuje również na złożone związki zjawiska oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe z problemami środowiskowymi, jakimi są zmiany klimatu, utrata bioróżnorodności i emisja zanieczyszczeń. Jak zauważają autorzy, postępujący wzrost temperatur może sprzyjać transferowi genów oporności pomiędzy bakteriami, zwłaszcza na drodze koniugacji. Polega ona na tym, że dwie bakterie, niekoniecznie należące do tego samego gatunku, wchodzą w bezpośredni kontakt ze sobą i przekazują sobie pozachromosomowe DNA (tzw. plazmidowe DNA), które może zawierać sekwencje odpowiedzialne za antybiotykooporność.

Zmiany klimatu sprzyjają też częstszym infekcjom bakteryjnym, grzybiczym, pierwotniaczym i wirusowym, które coraz częściej wywoływane są przez szczepy oporne na stosowane leki. Zyskuje na tym chociażby salmonella, pałeczka ropy błękitnej i pałeczka zapalenia płuc, patologiczne gronkowce, zarodźce malarii czy wirus Zika. Ponadto ekstremalne zjawiska pogodowe, prowadzące do gwałtownych burz i opadów, sprzyjają uszkadzaniu infrastruktury kanalizacyjnej i przedostawania się do środowiska nieoczyszczonych ścieków, które są szczególnym rezerwuarem genów oporności na antybiotyki.

Co gorsza, przynajmniej 2 mld ludzi na świecie korzysta z wody zanieczyszczonej ściekami komunalnymi, która jest doskonałą drogą rozprzestrzeniania się genów oporności w środowisku i dalej w populacji ludzkiej. Ocieplenie klimatu będzie ten problem magnifikować, bo według prognoz do 2050 r. co najmniej jedna czwarta ludzkości będzie mieszkać na obszarze dotkniętym niedostatkiem wody. Wykazano również, że stosowanie antybiotyków u zwierząt może zwiększać emisję gazów cieplarnianych. Przykładowo otrzymujące je bydło emituje niemal dwa razy więcej metanu. A przecież każdego roku na świecie hoduje się już ponad 1,5 mld krów.

Raport UNEP zwraca też uwagę, iż zanieczyszczenie środowiska, zmiana użytkowania gruntów i zmiany klimatu przyczyniają się do zmniejszenia różnorodności mikrobiologicznej środowiska. Wskazuje, że stanowi ona naturalną barierę spowalniającą rozprzestrzenianie się oporności przeciwdrobnoustrojowej. Problem polega na tym, że tak powszechne stosowanie leków skierowanym przeciw różnym mikroorganizmom przekłada się na rosnącą ich emisję do środowiska, co w rezultacie negatywnie wpływa na różnorodność mikrobów.

Oporność przeciwdrobnoustrojową napędzać może również zanieczyszczenie środowiska innymi substancjami niż tylko te pochodzenia farmaceutycznego. Niektóre badania sugerują, że emisja metali ciężkich czy środków ochrony roślin wiąże się z narażeniem na nie bakterii, u których w konsekwencji ewoluować mogą mechanizmy znoszące ich toksyczność. Niektóre z nich mogą natomiast sprzyjać ograniczaniu skuteczności leków przeciwbakteryjnych.

Ponownie więc staje się jasne, że problemy środowiskowe są również problemami zdrowia publicznego. Mając tego świadomość, potrzeba skoordynowanych i wielopłaszczyznowych działań na szczeblu krajowym i międzynarodowym. Raport UNEP wskazuje, że konieczne są globalne wysiłki na rzecz poprawy warunków sanitarnych i dostępu do wody niezanieczyszczonej mikrobiologiczne w wielu miejscach na świecie. Należy również ograniczyć emisję zanieczyszczeń do środowiska, włączając w to substancje pochodzenia farmaceutycznego. Walka z opornością drobnoustrojową musi być również ujęta w planach ochrony różnorodności biologicznej i zmian klimatu. Niezależnie istnieje potrzeba poszukiwania nowych leków przeciw różnym mikroorganizmom – na tym polu niestety wciąż dzieje się obecnie niewiele.

Wszystko to wpisuje się koncepcję „jednego zdrowia” (ang. One Health), zgodnie z którą ochrona zdrowia człowieka musi uwzględniać działania na rzecz ochrony zdrowia zwierząt i środowiska naturalnego. Dla dobra obecnych i kolejnych pokoleń.