Bakterier har länge ansetts utveckla antibiotikaresistens till stor del på grund av upprepad exponering genom överskrivning. Men kan mycket större miljöpåverkan vara på spel?

Försöker bättre förstå fördelningen av antibiotikaresistens över USA, ett tvärvetenskapligt team av epidemiologer från Boston Children's Hospital och University of Toronto har funnit att högre lokala temperaturer och befolkningstäthet korrelerar med en högre grad av antibiotikaresistens i vanliga bakteriestammar. Resultaten publicerades idag i Naturens klimatförändringar .

"Klimatets effekter blir alltmer erkända i en mängd olika infektionssjukdomar, men såvitt vi vet är det första gången det har varit inblandat i fördelningen av antibiotikaresistens över geografier, "säger studiens huvudförfattare, Derek MacFadden, MD, en specialist på infektionssjukdomar och forskare vid Boston Children's Hospital. "Vi hittade också en signal om att sambandet mellan antibiotikaresistens och temperatur kan öka med tiden."

"Uppskattningar utanför vår studie har redan berättat för oss att det redan kommer att ske en drastisk och dödlig ökning av antibiotikaresistensen under de kommande åren, "säger tidningens medförfattare John Brownstein, Ph.D., som är innovationschef och chef för Computational Epidemiology Group vid Boston Children's och professor i pediatri vid Harvard Medical School (HMS). "Men med våra resultat att klimatförändringar kan förvärra och påskynda en ökning av antibiotikaresistens, framtidsutsikterna kan bli betydligt sämre än man tidigare trott. "

Under sin studie, laget samlade en stor databas med amerikansk antibiotikaresistensinformation relaterad till E. coli, K. pneumoniae, och S. aureus, dra från olika sjukhusströmmar, laboratorie- och sjukdomsövervakningsdata dokumenterade mellan 2013 och 2015. Sammantaget deras databas omfattade mer än 1,6 miljoner bakteriella patogener från 602 unika register över 223 anläggningar och 41 stater.

Inte överraskande, när man tittar på receptbelagda antibiotika i geografiska områden, teamet fann att ökad förskrivning var förknippad med ökad antibiotikaresistens för alla patogener som de undersökte.

Sedan, jämför databasen med latitudkoordinater samt medel- och medeltemperaturer, laget fann att högre lokala genomsnittliga lägsta temperaturer korrelerade starkast med antibiotikaresistens. Lokala genomsnittliga minsta temperaturökningar på 10 grader Celsius befanns vara associerade med 4,2, 2,2 och 3,6 procents ökning av antibiotikaresistenta stammar av E. coli, K. pneumoniae, och S. aureus, respektive.

Mer oroande fortfarande, när man tittar på befolkningstäthet, laget fann att en ökning med 10, 000 personer per kvadratkilometer förknippades med tre respektive sex procent respektive ökning av antibiotikaresistens hos E. coli och K. pneumoniae, som båda är gramnegativa arter. I kontrast, antibiotikaresistensen för grampositiv S. aureus verkade inte påverkas nämnvärt av befolkningstätheten.

"Befolkningstillväxt och temperaturökning och antibiotikaresistens är tre fenomen som vi vet just nu händer på vår planet, "säger studiens co-seniorförfattare Mauricio Santillana, Ph.D., som är fakultetsmedlem i Computational Health Informatics Program på Boston Children's och en biträdande professor vid HMS. "Men tills nu, hypoteser om hur dessa fenomen relaterar till varandra har varit glesa. Vi måste fortsätta att sammanföra tvärvetenskapliga team för att studera antibiotikaresistens i jämförelse med befolknings- och miljöförändringar. "

MacFadden säger att överföringsfaktorn är av särskilt intresse för vidare vetenskaplig forskning.

"När överföringen av antibiotikaresistenta organismer ökar från en värd till en annan, så gör möjligheten för pågående evolutionärt urval av resistens på grund av antibiotikaanvändning, "MacFadden säger." Vi antar att temperatur och befolkningstäthet kan verka för att underlätta överföring och därmed öka antibiotikaresistensen. "

"Slutsatsen är att våra fynd belyser ett stort behov av att investera mer forskningsinsatser för att förbättra vår förståelse för infektionssjukdomars sammankoppling, medicin och vår förändrade miljö, "Avslutar Brownstein.