微生物抗生素耐藥是當(dāng)前全球最嚴(yán)峻的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)之一。以往大家談?wù)撦^多的抗生素耐藥的驅(qū)動因素是抗生素的過度使用及濫用，但是隨著環(huán)境視角研究的不斷深入，作為驅(qū)動抗生素耐藥的另一重要“元兇”PM2.5空氣污染引起了越來越多的關(guān)注。對于抗生素耐藥來說，環(huán)境因素PM2.5空氣污染將帶來什么影響呢？
在長達(dá)五年多的研究中，浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院陳紅教授等與國內(nèi)外合作者基于全球數(shù)據(jù)科學(xué)量化了空氣污染物對抗生素耐藥的影響，首次闡明了PM2.5空氣污染對全球抗生素耐藥的驅(qū)動影響，并預(yù)測了PM2.5對抗生素耐藥性及人類過早死亡趨勢的影響。
圖1: 研究成果發(fā)表于《柳葉刀-星球健康》（Lancet Planetary Health）
北京時間8月8日，這項(xiàng)成果在國際權(quán)威期刊《柳葉刀-星球健康》（Lancet Planetary Health）上刊登"Association between particulate matter (PM)2.5 air pollution and clinical antibiotic resistance: a global analysis"。論文第一作者是環(huán)境與資源學(xué)院助理研究員周振超博士，通訊作者為環(huán)境與資源學(xué)院的陳紅教授和谷保靜教授，論文合作者還有浙江大學(xué)附屬第一醫(yī)院傳染病診治國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室肖永紅教授，以及英國劍橋大學(xué)Mark Holmes教授等。
全局視角：抗生素耐藥的傳播過程
自1928年亞歷山大·弗萊明爵士發(fā)現(xiàn)青霉素以來，抗生素作為治療人類感染性疾病的藥物被廣泛使用。但是隨著人類對抗生素的使用甚至濫用，加速了抗生素耐藥的產(chǎn)生，使無法治療的細(xì)菌感染性疾病越來越多。
普遍認(rèn)為抗生素過度使用及濫用是造成抗生素耐藥的主要驅(qū)動因素，隨著“One Health”概念的提出，僅僅關(guān)注臨床抗生素耐藥并不足以應(yīng)對抗生素耐藥問題，以全局視角解析抗生素耐藥的驅(qū)動因素已成為共識，其中包含了社會、經(jīng)濟(jì)、衛(wèi)生、食品、農(nóng)業(yè)和環(huán)境等不同領(lǐng)域。
近年來空氣環(huán)境已被認(rèn)為是抗生素耐藥擴(kuò)散的重要一環(huán)，而且區(qū)域性PM2.5空氣污染程度與抗生素耐藥存在相關(guān)性聯(lián)系。然而，受各國經(jīng)濟(jì)、社會、氣候、人口、衛(wèi)生和教育等影響，目前還沒有全球統(tǒng)一的研究，亟需一種普適的方法來比較不同國家地區(qū)PM2.5對抗生素耐藥影響，為在全球范圍內(nèi)通過環(huán)境管理控制抗生素耐藥提供科學(xué)依據(jù)。
圖2: 抗生素耐藥擴(kuò)散路徑
環(huán)境視角：PM2.5 對抗生素耐藥的影響
團(tuán)隊(duì)利用ResistanceMap、ECDC Surveillance Atlas-Antimicrobial resistance sources、PLISA Health Information Platform for the Americas、Air Quality Databases of the World Health Organization和World Bank databank等數(shù)據(jù)庫中2000至2018年的116個國家和地區(qū)的臨床抗生素耐藥與潛在驅(qū)動因子（包含環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、醫(yī)療、人口、教育和氣候等20個因子）的數(shù)據(jù)，采用多元回歸模型探究了PM2.5空氣污染與臨床抗生素耐藥的關(guān)系。
結(jié)果顯示，PM2.5與抗生素耐藥性之間的顯著相關(guān)性在全球大多數(shù)抗生素耐藥細(xì)菌中都是一致的，而且這種相關(guān)性隨著時間的推移而增強(qiáng)。在多元回歸分析中，PM2.5是抗生素耐藥性的重要驅(qū)動因素之一，占抗生素耐藥變化的10.9%，其次是當(dāng)前衛(wèi)生支出(10.1%)、飲用水服務(wù)(2.7%)和抗生素使用(2.4%)。
進(jìn)一步考慮了PM2.5引起的抗生素耐藥及死亡負(fù)擔(dān)，結(jié)果顯示，2018年PM2.5引發(fā)的抗生素耐藥性估計(jì)導(dǎo)致48萬人過早死亡，損失1820萬年的壽命，相當(dāng)于每年3950億美元的經(jīng)濟(jì)損失。此外，由于人口眾多，中國和印度是PM2.5變化對抗生素耐藥性導(dǎo)致的過早死亡人數(shù)影響最大的地區(qū)。
也就是說，PM2.5空氣污染將顯著影響抗生素耐藥威脅。
圖3: PM2.5對抗生素耐藥的影響
控制策略：道阻且長，行則將至
以現(xiàn)有的基準(zhǔn)和政府間氣候變化專門委員會(IPCC)預(yù)測的全球未來社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展情景，即共享社會經(jīng)濟(jì)道路(SSP)情景，在PM2.5得不到有效控制的情景下，我們預(yù)測未來全球范圍內(nèi)抗生素耐藥將持續(xù)上升，首當(dāng)其沖是中東和非洲的國家和地區(qū)。
圖4: 2018至2050年抗生素耐藥和過早死亡趨勢
如果僅控制PM2.5，以在2050年達(dá)到世界衛(wèi)生組織制定的空氣質(zhì)量準(zhǔn)則中5 μg/m3為目標(biāo)，估計(jì)將使抗生素耐藥性減少16.8%，并避免23.4%因抗生素耐藥性導(dǎo)致的過早死亡(相當(dāng)于6400億美元)。
當(dāng)然，我們可以做得更好！
在同時控制抗生素使用量、提高醫(yī)療水平、更大程度得提供清潔飲用水和控制PM2.5空氣污染的多元情景（multivariate 3）下，到2050年，全球抗生素耐藥性可減少50%，抗生素耐藥性導(dǎo)致的過早死亡可減少54.5% (約140萬人)。
論文評審專家們認(rèn)為，這項(xiàng)研究專注于抗生素耐藥這一個重要主題，提供了非常創(chuàng)新和令人驚訝的結(jié)果，為PM2.5與抗生素耐藥性之間的關(guān)系提供了有價值的見解，強(qiáng)調(diào)了在抗生素耐藥性控制中考慮環(huán)境因素的必要性。此外，由PM2.5產(chǎn)生的抗生素耐藥性導(dǎo)致的過早死亡和壽命損失的估計(jì)是對該領(lǐng)域的重大貢獻(xiàn)，并且預(yù)測到2050年PM2.5對抗生素耐藥性和過早死亡趨勢的影響尤其有用。
研究工作受到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(52270201)、中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金（226-2023-00117）、浙江大學(xué)世界頂尖大學(xué)合作計(jì)劃（100000-11320/198）、中國博士后科學(xué)基金（2023M733061）的資助。
文章鏈接:
https://doi.org/10.1016/S2542-5196(23)00135-3
