Метагеномный профиль выявляет характерные сигнатуры патогенов, генов устойчивости к антибиотикам и человеческих вирусов в устьях городских рек на северо-западном побережье Адриатики

Почему важны прибрежные воды для отдыха

Каждое лето переполненные пляжи обещают солнце и отдых, но чуть дальше от берега скрывается невидимый мир микробов, который может влиять и на здоровье, и на местную экономику. В этом исследовании заглянули под поверхность популярной прибрежной воды итальянских курортов, чтобы определить, какие микробы там обитают, включая возбудителей болезней и гены, делающие бактерии устойчивыми к антибиотикам. Понимание того, что стекает из городов в море, может помочь сделать купающихся безопаснее и туризм более устойчивым.

Нагруженная береговая полоса

Исследование проводилось на участке северо‑западного побережья Адриатики между Римини и Риччоне — одном из наиболее плотно застроенных и туристических районов Средиземноморья. Здесь почти сплошная городская застройка встречается с морем, а местное население во время курортного сезона многократно увеличивается. Сточные воды из домов, больниц, ферм и туристических объектов проходят по рекам и через крупную очистную станцию, прежде чем попасть в море. Команда выбрала три устья рек и выпуск основной очистной станции, а также два относительно чистых контрольных участка, чтобы понять, как это давление влияет на прибрежный микробиом — огромное сообщество микроскопической жизни в воде и донных отложениях.

Чтение микробных отпечатков

Чтобы зафиксировать этот невидимый мир, учёные собирали морскую воду и осадки на разных расстояниях от устьев рек в разгар лета. Они применяли методы на основе ДНК для идентификации бактерий, человеческих вирусов и генов, которые могут обеспечивать устойчивость бактерий к антибиотикам. Один метод сканировал стандартный маркерный ген для картирования общей бактериальной разнообразия, а другой — так называемая шотган‑метагеномика — считывал множество случайных фрагментов ДНК для поиска конкретно человеческих вирусов и генов устойчивости. Вместе эти инструменты дали подробный отпечаток микробного состава каждого участка.

Что обнаружили в воде

В прибрежной воде устья рек чётко демонстрировали признаки человеческого воздействия, тогда как в осадках влияние было менее выражено. На участках с антропогенной нагрузкой в воде выявили бактерии, известные наличием штаммов‑возбудителей, такие как Vibrio, Enterococcus, Escherichia Shigella и Streptococcus, которые часто связаны с канализацией и больничной средой. Также были обнаружены человеческие вирусы, включая представителей семейств герпеса, папилломавирусов и поксовирусов, а также небольшой ДНК‑вирус Torque teno virus, присутствовавший на всех поражённых участках. Многие из этих вирусов ранее отмечались в сточных водах, и некоторые относятся к официальным группам риска, способным вызывать заболевания у людей. Примечательно, что такие потенциально рискованные микроорганизмы не ограничивались лишь загрязнёнными участками, что подчёркивает связь с городскими сбросами.

Устойчивость к антибиотикам в прибрежной зоне

Помимо самих возбудителей, исследование выявило широкий спектр генов устойчивости к антибиотикам в прибрежной морской воде. Исследователи идентифицировали 99 различных генов, помогающих бактериям выдерживать действие распространённых препаратов, 82 из которых Всемирная организация здравоохранения классифицирует как критически важные, поскольку они защищают бактерии, связанные с больницами, от ключевых лекарств, таких как карбапенемы, цефалоспорины, фторхинолоны и ванкомицин. Многие из этих генов ранее обнаруживались в больничных стоках или в выбросах интенсивного сельского хозяйства, что указывает на вклад и здравоохранения, и агросектора в загрязнение. Наибольшее число таких генов наблюдалось у устья реки Мареккья и у выпуска очистной станции, но многие были найдены и на контрольных участках, что наводит на мысль о том, что признаки устойчивости могут распространяться и сохраняться в более широких прибрежных водах.

Разные устья — разные микробные истории

Каждое устье реки демонстрировало свой собственный набор бактерий, вирусов и генов устойчивости, отражая различия в размерах рек, использовании прилегающих земель и особенностях течения и перемешивания с морской водой. Мареккья, большая река, сток которой идёт из промышленных и городских территорий, несла самый богатый набор генов устойчивости, тогда как более мелкие сезонные рукава показывали другие комбинации загрязнителей. В то же время выпуск очистной станции не приводил к явно выраженному выбросу патогенных бактерий в отобранной морской воде, но всё же содержал множество генов устойчивости и вирусов, что подтверждает: современные методы очистки не полностью устраняют эти более стойкие элементы.

Что это значит для купающихся и моря

Для отдыхающих на пляже исследование не даёт прямых мер оценки риска заражения и не может сказать, были ли обнаруженные микробы живыми или способными вызвать болезнь. Тем не менее работа показывает, что популярные водные места для купания могут содержать сложные смеси бактерий, вирусов и генов устойчивости, связанных с человеком, особенно вблизи городских устьев рек. Авторы утверждают, что регулярный мониторинг с применением ДНК‑методов может дать более полную картину качества прибрежных вод, чем традиционные тесты, и поддержать концепцию «Единое здоровье» (One Health), согласно которой здоровье людей, животных и окружающей среды тесно взаимосвязано. В сочетании с другими мерами такой подход может помочь прибрежным сообществам защищать и туризм, и морские экосистемы в меняющемся мире.

Цитирование: Foresto, L., Radaelli, E., Leuzzi, D. et al. Metagenomic profiling reveals distinct signatures of pathogens, antibiotic-resistance genes and human viruses in urban river mouths of the north-western Adriatic coast. Sci Rep 16, 15553 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45229-2

Ключевые слова: качество прибрежной воды, городские сточные воды, гены устойчивости к антибиотикам, человеческие вирусы, метагеномика