作者： Atman语言智能 来源： Atman语言智能

译文部分

2020年孟加拉国的洪水危及供水安全。图片来源：Zabed Hasnain Chowdhury/SOPA Images/LightRocket via Getty

2021 年，微生物学家 Adwoa Padiki Nartey 感染了细菌，她的扁桃体开始肿胀。她前一年也有同样的症状;这两种疾病都发生在她居住的加纳首都阿克拉的两个年度雨季之一。她知道，在这些季节，高湿度和水分会刺激微生物生长。医生开了抗生素，但与以前不同的是，这些药物不起作用。细菌已经变得具有抗药性。

在两周多的时间里，她的扁桃体越来越发炎。“喝酒很痛苦。吃起来很痛。我几乎说不出话来，“在阿克拉加纳大学研究抗生素耐药性的Padiki Nartey说。“我很担心。”

令她松了一口气的是，两种抗生素的最终组合奏效了。否则，感染可能会杀死她，她说。“这太可怕了。”

这一事件表明，气候变化和抗生素耐药性蔓延对人类健康的两大威胁是如何相互交织的。Padiki Nartey说，气候变化导致加纳的强降雨更加频繁。这些条件反过来又会促进细菌生长，包括抗生素耐药微生物的生长。她补充说，洪水还会将抗生素耐药细菌从污水系统传播到人们的家中和饮用水中。

尽管研究人员对气候变化将如何加剧抗生素耐药性的上升有所了解，但科学家们现在正在深入研究这些机制，并探索这种影响有多大，加州大学洛杉矶分校的进化生物学家Pamela Yeh说。“气候变化和抗生素耐药性是我们这个时代最大的两个健康问题，”她说。“研究人员开始研究它们是如何联系在一起的。

抗攀爬性

躲避药物的细菌正在增加。根据世界卫生组织 （WHO） 2022 年发布的一份报告，2020 年，由抗生素耐药性淋病奈瑟菌、大肠杆菌和沙门氏菌引起的人类血液感染比 2017 年至少增加了 15%。Yeh说，我们正在向一个刮伤膝盖、分娩或进行简单的外科手术的世界冲刺。“这太可怕了，”她说。

关键问题是抗生素经常被过度使用或滥用来对抗人类、其他动物和植物的感染。细菌可以通过DNA突变对药物产生耐药性，这些突变会改变细菌细胞壁，使抗生素无法起作用，或者赋予分解抗生素或将其泵出细胞的能力。产生耐药性的菌株也可以与其他细菌共享抗生素耐药基因。如果使用错误的抗生素来治疗感染，或者服用正确的药物剂量不足以杀死微生物，那么微生物就有更多的时间繁殖并进化或传播耐药性。

但与加纳一样，有助于细菌茁壮成长的天气条件变化也发挥了作用。洪水、干旱、飓风和野火等极端天气事件引发的灾害会加剧这一问题，因为它们往往会减少获得清洁水的机会，导致不卫生的条件。当损伤和感染开始增加时，更多的人使用抗生素，这反过来又增加了产生耐药性的可能性。

在一项研究中去年10月，马里兰大学帕克分校的微生物学家丽塔·科尔威尔（Rita Colwell）和她的同事们发表文章指出，一场致命的飓风导致佛罗里达州海岸附近水域中有害的抗生素耐药弧菌物种激增，其中包括一种食肉物种。科尔威尔说，大风从细菌赖以生存的海洋沉积物中汲取营养物质。

温度变化

除了极端天气造成的物理损害外，研究人员还在探索气候变化导致的气温上升如何影响抗生素耐药性。2022 年 11 月，中国广州中山大学的微生物学家杨连平和他的同事报告了抗生素耐药性医院感染背后的三种细菌的流行，这些细菌通常很严重且可能致命：鲍曼不动杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌。

研究人员通过将从中国28个省和地区的医院接受治疗的人那里收集的细菌数据与同一地区城市的平均气温信息进行比较，寻找温度和抗生素耐药性之间的联系。研究小组纠正了可能影响耐药率的因素，包括抗生素消耗水平，平均湿度，年降雨量和人口密度。

他们发现，平均气温每升高1°C，含有肺炎克雷伯菌的样品比例就会增加14%，这些样品对一种叫做碳青霉烯类的抗生素具有抗药性。这些药物通常用于治疗对所有其他抗生素耐药的细菌。

Yang和他的同事们还将平均气温升高1°C与含有耐碳青霉烯类铜绿假单胞菌的样品比例增加6%联系起来。但温度对耐药鲍曼不动杆菌的患病率没有显著影响。

广泛使用的抗生素，如青霉素（在白点中）对相关细菌菌株（不透明生长）的影响非常不同。图片来源：John Durham/SPL

这些发现支持了渥太华大学微生物学家德里克·麦克法登（Derek MacFadden）及其同事在2018年和2020年的研究。研究小组发现，平均最低气温升高与美国41个州的抗生素耐药率升高有关3和欧洲的 28 个国家。然而，这些研究并未显示温度与抗生素耐药性之间存在因果关系，杨说。

MacFadden说，平均气温逐渐升高可能增加抗生素耐药性的一种方法是增加细菌的生长速度，加速它们的进化。还有证据表明，细菌在温暖的条件下比在寒冷的条件下更容易共享基因，包括赋予抗生素耐药性的元素。

极端条件

另一个想法是，非常高的温度 - 随着全球变暖而更频繁地经历，即使平均温度仅略有上升 - 可能会诱导细菌的遗传变化，帮助它们抵抗抗生素，杨说。

在 2018 年的一项研究中，Yeh 和她的同事将大肠杆菌暴露在 41 °C 下生长最好，温度为 44 °C，或者暴露于 12 种抗生素（故意以低剂量给药以抑制但不能杀死所有细菌）。研究人员追踪了细菌如何对这些压力源做出反应，并发现基因表达模式在温度和抗生素类型上都以类似的方式变化。在这两种情况下，细菌通过产生更多的“热休克”蛋白质来应对压力。Yeh说，这些有助于其他蛋白质正确折叠，显然也有助于细菌在抗生素攻击中存活下来。“我们有时将模仿高温条件[效果]的抗生素称为’热’药物，”她说。

当大肠杆菌暴露在低至22°C的温度下时，微生物增加了“冷休克”蛋白质 - 再次帮助它们产生生存所需的蛋白质。一些“感冒”抗生素，如四环素，以类似的方式改变细菌基因活性。

研究结果表明，在极热或极冷条件下进化的细菌可能对某些抗生素更具耐药性，Yeh说。但在一项尚未发表的研究中，Yeh的团队发现，暴露在高温下有时会使细菌对“热”抗生素的抵抗力降低，这突出表明温度和抵抗力之间的联系可能很复杂，她说。

MacFadden说，极端温度也可能通过改变人们之间的互动方式来增加抗生素耐药性。

在韩国，“当我们达到最高温度时，人们往往会呆在室内”，位于城南的韩国巴斯德研究所的微生物学家Soojin Jang说。她说，细菌往往特别容易在室内密切接触的人之间传播。这可能有助于传播耐药菌株，并且 - 因为更多的细菌在更多的人中繁殖 - 增加了耐药性出现的机会。

在过去的一年里，Jang和她的团队一直在追踪从公共厕所、火车和公共汽车收集的细菌样本中抗生素耐药基因的存在。研究人员希望在未来十年内继续这样做，并将抗生素耐药率与当地气温和社会行为等因素进行比较。Jang说，这可能有助于揭示气候变化如何影响耐药性的传播。

抗处理性

Colwell说，像Jang这样的监测可以与气候和天气数据相结合，以帮助跟踪或预测抗生素耐药细菌的传播。在去年2月发表的一项研究中，她和她的同事利用卫星的温度和降雨数据等因素来预测霍乱爆发的时间和地点 - 由水传播细菌霍乱弧菌引起。他们的机器学习模型预测了也门各个地区霍乱爆发的风险，平均准确率为72%，最多可以提前四周预测。

Colwell说，通过监测废水，将天气数据与抗生素耐药性基因监测相结合，可以改善对抗生素耐药性高风险地区的预测。这是她的团队正在研究的方法。

2022 年，飓风伊恩在佛罗里达州迈尔斯堡的街道上造成了洪水。图片来源：Pedro Portal/Miami Herald/Tribune News Service via Getty

除了改善监测外，研究人员已经知道需要什么来减少抗生素耐药细菌的传播：改善清洁水和卫生设施的获取，并提高对如何正确使用抗生素的认识。

一些努力取得了成功。例如，在黎巴嫩，临床医生和传染病研究员Souha Kanj说，她和她的同事于2018年在贝鲁特美国大学启动了一个项目，教育医生如何减少医院卡巴帕南抗生素的使用。2020年，对碳青霉烯类药物耐药的鲍曼不动杆菌感染比例从规划开始时的81%降至63%.

与此同时，帕迪基·纳蒂（Padiki Nartey）是那些试图开发杀死耐药细菌的新方法的人之一。一种特别有前途的方法是使用称为噬菌体的病毒，它感染细菌，但不感染人体细胞。

全球行动

多伦多约克大学（York University）的国际律师和卫生政策研究员史蒂文·霍夫曼（Steven Hoffman）说，寻求阻止抗生素耐药性上升的研究人员也可以从气候变化政治中吸取教训，他也是加拿大公共卫生局的研究员。这种全球威胁不分国界，冈比亚大学塞雷昆达分校的微生物学家Saffiatou Darboe说。因此，霍夫曼说，与气候变化相提并论，各国应该商定一项全球条约来解决这个问题。

2015年，世界卫生组织启动了全球抗菌素耐药性和使用监测系统（GLASS），该系统有助于跟踪全球抗生素消费量和常见抗生素耐药性感染的流行情况。这些数据被用作联合国可持续发展目标的指标，以监测在应对抗微生物药物耐药性方面的进展。

但霍夫曼说，需要采取更强有力的行动。在 2022 年的一项研究中9，他和他的同事们呼吁制定一项条约来应对耐药病原体——相当于2015年的巴黎气候协议。他希望各国明确一个统一的目标，例如到2035年将耐药性感染减少35%，并希望他们在9月召开的联合国抗微生物药物耐药性会议上取得进展。这次会议是该问题第二次成为联合国大会的主题。

霍夫曼补充说，正如较富裕的国家同意向较贫穷的国家支付费用以帮助应对气候变化的影响一样，他们也应该在财政上支持面临抗生素耐药性流行率较高的较贫穷国家。“较富裕的国家从抗微生物药物中获益的时间要长得多，”他说。

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https://www.nature.com/articles/d41586-023-04077-0

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