环资学院陈红教授团队在Lancet Planetary Health发文阐明PM2.5空气污染加剧全球抗生素耐药

发布时间: 2023-08-22 17:45:27 浏览次数 : 776 来源:浙江大学

微生物抗生素耐药是当前全球最严峻的公共卫生挑战之一。以往大家谈论较多的抗生素耐药的驱动因素是抗生素的过度使用及滥用，但是随着环境视角研究的不断深入，作为驱动抗生素耐药的另一重要“元凶”PM2.5空气污染引起了越来越多的关注。对于抗生素耐药来说，环境因素PM2.5空气污染将带来什么影响呢?

在长达五年多的研究中，浙江大学环境与资源学院陈红教授等与国内外合作者基于全球数据科学量化了空气污染物对抗生素耐药的影响，首次阐明了PM2.5空气污染对全球抗生素耐药的驱动影响，并预测了PM2.5对抗生素耐药性及人类过早死亡趋势的影响。

图1: 研究成果发表于《柳叶刀-星球健康》(Lancet Planetary Health)

北京时间8月8日，这项成果在国际权威期刊《柳叶刀-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"。论文第一作者是环境与资源学院助理研究员周振超博士，通讯作者为环境与资源学院的陈红教授和谷保静教授，论文合作者还有浙江大学附属第一医院传染病诊治国家重点实验室肖永红教授，以及英国剑桥大学Mark Holmes教授等。

全局视角：抗生素耐药的传播过程

自1928年亚历山大·弗莱明爵士发现青霉素以来，抗生素作为治疗人类感染性疾病的药物被广泛使用。但是随着人类对抗生素的使用甚至滥用，加速了抗生素耐药的产生，使无法治疗的细菌感染性疾病越来越多。

普遍认为抗生素过度使用及滥用是造成抗生素耐药的主要驱动因素，随着“One Health”概念的提出，仅仅关注临床抗生素耐药并不足以应对抗生素耐药问题，以全局视角解析抗生素耐药的驱动因素已成为共识，其中包含了社会、经济、卫生、食品、农业和环境等不同领域。

近年来空气环境已被认为是抗生素耐药扩散的重要一环，而且区域性PM2.5空气污染程度与抗生素耐药存在相关性联系。然而，受各国经济、社会、气候、人口、卫生和教育等影响，目前还没有全球统一的研究，亟需一种普适的方法来比较不同国家地区PM2.5对抗生素耐药影响，为在全球范围内通过环境管理控制抗生素耐药提供科学依据。

图2: 抗生素耐药扩散路径

环境视角：PM2.5 对抗生素耐药的影响

团队利用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等数据库中2000至2018年的116个国家和地区的临床抗生素耐药与潜在驱动因子(包含环境、经济、医疗、人口、教育和气候等20个因子)的数据，采用多元回归模型探究了PM2.5空气污染与临床抗生素耐药的关系。

结果显示，PM2.5与抗生素耐药性之间的显著相关性在全球大多数抗生素耐药细菌中都是一致的，而且这种相关性随着时间的推移而增强。在多元回归分析中，PM2.5是抗生素耐药性的重要驱动因素之一，占抗生素耐药变化的10.9%，其次是当前卫生支出(10.1%)、饮用水服务(2.7%)和抗生素使用(2.4%)。

进一步考虑了PM2.5引起的抗生素耐药及死亡负担，结果显示，2018年PM2.5引发的抗生素耐药性估计导致48万人过早死亡，损失1820万年的寿命，相当于每年3950亿美元的经济损失。此外，由于人口众多，中国和印度是PM2.5变化对抗生素耐药性导致的过早死亡人数影响最大的地区。

也就是说，PM2.5空气污染将显著影响抗生素耐药威胁。

图3: PM2.5对抗生素耐药的影响

控制策略：道阻且长，行则将至

以现有的基准和政府间气候变化专门委员会(IPCC)预测的全球未来社会经济发展情景，即共享社会经济道路(SSP)情景，在PM2.5得不到有效控制的情景下，我们预测未来全球范围内抗生素耐药将持续上升，首当其冲是中东和非洲的国家和地区。

图4: 2018至2050年抗生素耐药和过早死亡趋势

如果仅控制PM2.5，以在2050年达到世界卫生组织制定的空气质量准则中5 μg/m3为目标，估计将使抗生素耐药性减少16.8%，并避免23.4%因抗生素耐药性导致的过早死亡(相当于6400亿美元)。

当然，我们可以做得更好!

在同时控制抗生素使用量、提高医疗水平、更大程度得提供清洁饮用水和控制PM2.5空气污染的多元情景(multivariate 3)下，到2050年，全球抗生素耐药性可减少50%，抗生素耐药性导致的过早死亡可减少54.5% (约140万人)。

论文评审专家们认为，这项研究专注于抗生素耐药这一个重要主题，提供了非常创新和令人惊讶的结果，为PM2.5与抗生素耐药性之间的关系提供了有价值的见解，强调了在抗生素耐药性控制中考虑环境因素的必要性。此外，由PM2.5产生的抗生素耐药性导致的过早死亡和寿命损失的估计是对该领域的重大贡献，并且预测到2050年PM2.5对抗生素耐药性和过早死亡趋势的影响尤其有用。

研究工作受到国家自然科学基金项目(52270201)、中央高校基本科研业务费专项资金(226-2023-00117)、浙江大学世界顶尖大学合作计划(100000-11320/198)、中国博士后科学基金(2023M733061)的资助。

文章链接:

https://doi.org/10.1016/S2542-5196(23)00135-3

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