废水可能成为抗生素耐药性的早期预警系统

废水监测可以用于早期检测和追踪抗微生物耐药性的传播，这是全球健康的主要威胁之一，依据欧洲委员会环境总局所呈现的科学分析。该方法允许在污水样本中识别赋予细菌抗生素耐药性的基因，并可能显示局部疫情的发生地点、耐药性在社区之间的传播方式以及促进其传播的卫生、社会和环境因素。

简而言之，广泛用于追踪COVID-19的废水监测可以扩展到检测与抗微生物耐药性相关的基因，并快速识别高风险区域。分析显示这些基因的丰度和多样性与污水基础设施、清洁水的获取、抗生素污染以及社会经济和健康条件等因素之间存在关联。该系统可以从单一建筑到整个城市进行应用，并可以监测医院、农场、制药厂和市政污水网络等来源。大规模实施需要先进的基因测序、标准化的采样、区域间可比的分析以及关于数据保密和交换的明确规则。研究建议将废水监测纳入“一体化健康”方法，该方法将人类、动物和生态系统的健康置于一个框架内，并且已经成为欧盟应对抗微生物耐药性的一项方向。

抗微生物耐药性发生在微生物对用于对抗它们的药物不再有效时。在细菌的情况下，这可能使抗生素的效果降低或无效，将可治疗的感染转变为更难控制的医疗问题。委员会所呈现的分析指出，抗微生物耐药性可能与到2050年全球约191万的死亡相关。

应对这一现象的主要困难之一是耐药性的出现和传播并不只发生在医院。细菌和耐药基因通过水、食物、农场、废物、污水和各种经济活动在人与动物及其环境之间循环，这使得通过仅关注患者的医疗监测系统观察这一现象变得困难。

基于废水的监测提供了观察这一循环更大部分的可能性。收集的污水样本包含来自大量个体和不同来源的生物材料，而基因分析可以检测出使微生物对某些抗生素产生耐药性的基因。

该方法在COVID-19大流行期间为公众所知，当时废水分析被用于在所有病例被单独诊断之前检测病毒在社区中的传播。研究现在分析表明，相同的基础设施和经验可以适应于抗微生物耐药性，尽管基因问题比追踪单一病毒更复杂。

在检测特定病原体的情况下，抗微生物耐药性监测涉及识别大量基因及其出现的组合。抗生素耐药基因可以在不同的微生物之间循环，并可能转移到新的遗传宿主，这使得风险评估和结果解释变得复杂。

环境总局引用的分析识别出49个在不同环境和地理区域中反复检测到的耐药基因。它们的广泛存在表明了局部持续传播的可能性以及国际传播的能力。

这些基因的分布并不均匀。分析的研究显示耐药基因的数量和多样性与社区的社会经济、卫生和环境条件之间存在强关联。污水基础设施、清洁水的获取、医疗服务的质量和抗生素污染的水平可能影响在污水中识别的耐药性特征。

因此，监测可能不仅仅是测量现有问题的工具。重复和标准化的样本使用可能允许识别时间上的变化，并检测新基因的出现或已知耐药形式的快速增长。

这样的信号可以用于地方干预。在一个识别出某种耐药形式异常高浓度的地区，卫生当局可以调查其来源，而这些信息可以帮助决定抗生素的处方或采取限制传播的措施。

监测可以在非常不同的规模上进行。一个样本可以代表单一建筑、医院、农场、工业设施、社区或整个城市，具体取决于在污水网络中收集的点。

这种灵活性也允许区分来源。来自医院的废水可能反映出抗生素的高强度使用和与医疗环境相关的耐药微生物的传播，而来自农场的样本可能显示出其他的遗传特征，受到兽医医学中抗微生物药物使用的影响。

制药设施是另一种可能的来源。抗生素或其残留物的释放到水中可能对环境中的微生物施加选择压力，并促进耐药性的产生和维持，这使得污染监测与同一健康问题相关。

这种联系解释了为什么抗微生物耐药性在“一体化健康”方法中被处理。该概念基于人类、动物和生态系统的健康不能分开管理，因为相同的生物体和相同的环境压力在这些领域之间循环。

对于欧盟而言，“一体化健康”代表了公共卫生、兽医医学、农业和环境保护政策可以协调的框架。废水监测将通过一套共同的数据连接这些领域，关于耐药性如何在来源和社区之间移动。

分析认为该方法在卫生基础设施不足、抗生素污染水平高和医疗服务获取有限的地区特别相关。正是在这些地区，实施是最困难的，因为缺乏集中污水网络使得收集代表性样本变得更加复杂。

这种矛盾可能加剧全球抗微生物耐药性监测的差异。暴露风险最高的社区可能同时是数据最少和监测技术能力最低的社区。

这个问题还有一个环境公正的维度。缺乏适当污水和清洁水获取的群体更容易接触到可能含有细菌和耐药基因的污染水，而许多这样的社区在洪水、极端温度和气候变化的其他影响下更为脆弱。

这样的事件可能改变微生物的循环。洪水可能将污水与水源和居住环境混合，而高温可能影响微生物的生存和基因交换，进一步复杂化耐药性的控制。

将废水监测转变为一个操作系统需要的不仅仅是定期收集样本。基因分析必须识别耐药基因、优先病原体和每个样本中存在的遗传多样性，结果必须与其他地区的数据和医疗、农业及环境信息进行比较。

一个重要的技术障碍是确定宿主某种耐药基因的微生物。在污水中检测到一种基因并不自动表明哪种细菌物种携带它，或其产生人类感染的可能性，这限制了风险评估的准确性。

标准化是另一个问题。从两个城市获得的结果如果样本以不同方式收集、使用不同的测序技术或通过不兼容的方法分析，则无法可靠比较。

因此，研究的作者建议制定国际共同标准，以便于样本采集、生物材料处理、基因测序和数据解释。一个全球系统还需要长期投资，因为监测必须持续足够长的时间，以便观察到演变和基因变化。

数据保护也存在问题。来自大型市政系统的样本代表了一个足够大的群体，因此个体识别可能很困难，但来自非常小的建筑或社区的样本可能包含在某些条件下允许推断敏感数据的信息。

研究建议制定关于保密、知情同意、数据管理和结果公开的规则。这些标准是必要的，以避免监测医院、社区或地区时产生污名化或间接识别个体的情况。

基因数据还必须转化为当局可用的信息。在污水中检测到数千个序列并不自动产生公共卫生决策，分析强调需要结合环境数据与临床、农业和制药信息的系统。

这样的系统可以识别污水中某种耐药基因的增加与抗生素处方变化、医院活动、农业实践或来自工业设施的污染之间的联系。

提出的优先事项包括专门资助监测、在资源有限的地区进行试点项目、方法论的国际标准以及对使基因分析在不同污水基础设施中更易于获取和应用的技术的投资。

最终目标是使监测能够作为一个预警系统运作。在一个地区识别出新基因或观察到其向其他微生物的转移可能允许在该耐药形式在人体感染中变得普遍之前进行干预。

分析并不声称废水监测可以取代临床测试、医院监测或抗生素使用控制。它建议将该方法整合到一个更广泛的系统中，其中环境信息补充来自人类和动物的数据。

环境总局所呈现的结果来自一篇前景文章和研究者José Luis Balcázar进行的文献分析。该材料并不代表欧洲委员会所采纳的新政策，也不宣布建立一个强制性的欧洲废水监测系统以应对抗微生物耐药性。

委员会还指出，该材料总结了单一研究，且独立研究的观点和结论并不一定代表欧洲委员会的机构立场。其他研究可能得出不同的结论。

抗微生物耐药性降低了抗生素和其他用于对抗微生物的药物的有效性，是“一体化健康”领域的欧洲优先事项之一。该方法旨在协调人类和兽医健康与农业和生态系统保护，因为抗微生素的使用和传播不能仅限于单一部门。

在COVID-19大流行期间，废水监测得到了强有力的扩展，当时对污水的分析使得能够识别社区中病毒传播的趋势。现在的研究建议使用相同的逻辑来检测抗生素耐药基因，但使用更复杂的基因和分析工具。

将这样的系统纳入长期战略将需要国际协调、共同标准和持续的投资。所追求的优势将是提前检测新兴耐药性，以便在新基因在其他微生物、地区和人群中传播并成为难以控制的临床问题之前。