Молекулярная характеристика генов расширенного спектра β-лактамаз (ESBL) и вирулентных генов у мультирезистентного Escherichia coli, выделенного из фармацевтических и природных сточных вод в Дакке, Бангладеш

Почему загрязнённая вода у фармзаводов важна

Большинство людей связывают устойчивость к антибиотикам с больницами, но это исследование показывает, что часть проблемы может зарождаться в стоках фармацевтических производств. Исследователи изучали сточные воды шести фармацевтических площадок вокруг Дакки (Бангладеш) и соседние пруды и каналы, куда попадает эта вода. Они обнаружили, что в этих водах циркулируют стойкие штаммы Escherichia coli, обычной кишечной бактерии, которые не только трудно уничтожаются многими антибиотиками, но в некоторых случаях несут гены, способные вызывать тяжёлую диарею.

Откуда брали воду и микроорганизмы

Команда брала пробу воды из очистных сооружений стоков (effluent treatment plants), которые должны очищать фармацевтические отходы перед сбросом, а также из соседних прудов, лагун, стоков и бытовых водоёмов. Из этих проб они выделили 90 штаммов E. coli и подтвердили их идентичность с помощью генетического тестирования. Это позволило напрямую сравнить бактерии, найденные у источника сброса завода, и те, что обитают в более широкой среде, где люди могут купаться, ловить рыбу или брать воду для бытовых нужд.

Какие препараты ещё действуют

Каждый штамм E. coli проверяли на чувствительность к 11 часто используемым антибиотикам из восьми различных групп. Штаммы из стоков заводов оказались заметно более стойкими: более 85 процентов были устойчивы к широко применяемому ампициллину, и примерно половина штаммов сопротивлялась восьми различным антибиотикам. Для сравнения, бактерии из окружающих прудов и стоков в целом были менее резистентны, хотя многие всё ещё подпадали под определение мультирезистентных. Обнадеживает то, что два сильных «последнего резерва» антибиотика — колистин и меропенем — оставались эффективными против почти всех бактерий в обоих типах воды.

Скрытые гены резистентности и патогенности

Чтобы выяснить, что делает эти микроорганизмы такими выносливыми, учёные искали конкретные гены резистентности. В стоках заводов почти восемь из десяти штаммов E. coli несли ген blaNDM, который может нейтрализовать действие многих важных β-лактамных антибиотиков. В водах окружающей среды чаще встречался другой ген резистентности, blaTEM. Команда также искала гены, превращающие обычные E. coli в дизентерийные штаммы. Удивительно, но среди бактерий стоков такие гены не были обнаружены, тогда как многие штаммы из окружающих вод их имели. Гены, связанные с двумя основными диарейными типами — известными как ETEC и EPEC — были обнаружены в значительной доле изолятов из прудов и каналов, что означает, что эти воды могут содержать бактерии, одновременно устойчивые к лекарствам и способные вызывать заболевание.

Как бактерии распространяются и изменяются

С помощью методов ДНК-типирования исследователи показали, что штаммы E. coli склонны образовывать кластеры по местоположению и паттернам резистентности. Бактерии с одного и того же участка часто имели схожие гены резистентности, что говорит о том, что локальные условия воды формируют, какие признаки становятся доминирующими. Команда также обнаружила, что многие штаммы несли плазмиды — небольшие кольца ДНК, которые могут переходить между бактериями и распространять гены резистентности. Разнообразие плазмид и генетических профилей указывает, что проблема заключается не в одном агрессивном штамме, а в множестве разных штаммов, обменивающихся инструментами резистентности в воде.

Что это значит для общественного здоровья

Проще говоря, исследование показывает, что сточные воды фармацевтических заводов в Дакке действуют как инкубатор для E. coli, способных противостоять множеству антибиотиков. Когда эта вода попадает в близлежащие пруды и стоки, часть этих стойких бактерий приобретает дополнительные гены, позволяющие вызывать диарею, что повышает риск заражения людей, использующих эти воды. Несмотря на то, что несколько сильных антибиотиков всё ещё эффективны, полагаться только на них рискованно. Результаты подчёркивают необходимость более строгого контроля фармацевтических сточных вод, улучшенного мониторинга резистентности в окружающей среде и скоординированных подходов «Единое здоровье», рассматривающих здоровье людей, животных и окружающей среды как взаимосвязанные части одной проблемы.

Цитирование: Fuad, M., Mahmud, Z., Mishu, I.D. et al. Molecular characterization of extended-spectrum β-lactamase (ESBL) and virulent genes in multidrug-resistant Escherichia coli isolated from pharmaceutical and environmental Wastewaters in Dhaka, Bangladesh. Sci Rep 16, 15633 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46554-2

Ключевые слова: антибактериальная резистентность, фармацевтические сточные воды, мультирезистентный E. coli, качество воды в Бангладеш, гены резистентности ESBL