Окурки обвинили в распространении антибиотикоустойчивости и патогенов
Образцы собирали в китайских городских парках
Китайские исследователи провели полевой сбор образцов с последующим их метагеномным секвенированием и обнаружили, что в сигаретных окурках уровень генов антибиотикоустойчивости и потенциальных патогенов значительно выше, чем в растительном мусоре и почве. Отчет о работе опубликован в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Около 1,2 миллиарда курильщиков в мире потребляют за год около девяти триллионов сигарет, а выброшенные окурки составляют существенную часть производимого людьми мусора, особенно попадающего в окружающую среду вне системы утилизации отходов. При этом они непосредственно контактируют с ротовой полостью и слюной людей, насыщаясь их бактериями, и могут долго оставаться в природе из-за низкой скорости разложения ацетилцеллюлозы в фильтрах. Таким образом, они могут представлять опасность для экологии и общественного здравоохранения, однако ее степень остается в целом неуточненной. Одной из таких опасностей может быть горизонтальная передача генов антибиотикоустойчивости и вирулентности между бактериями за счет мобильных генетических элементов.
Ученые под руководством Дон Чжу (Dong Zhu) из Института городской среды Китайской академии наук провели осмотр 105 парков в 35 китайских городах, обнаружили в них всех окурки и собрали их образцы наряду с образцами отмерших частей растений и почвы. Извлеченный биологический материал подвергли секвенированию бактериальной 16S рибосомальной РНК и метагеномному секвенированию. В сумме было обнаружено 1356 подтипов генов 29 классов антибиотикоустойчивости. 1209 из них присутствовали в окурках, что в 1,24 раза больше, чем в растительном мусоре, и в 1,48 раза больше, чем в почве (p < 0,05). Среднее количество таких генов в окурках достигало 0,92 копии на клетку против 0,47 в растительном мусоре и 0,14 в почве (p < 0,05), количество и разнообразие мобильных генетических элементов в них также было значимо больше. И в окурках, и в растительном мусоре преобладали гены множественной устойчивости и устойчивости к бацитрацину, в основном кодирующие эффлюксные насосы.
В окурках были обнаружены 95 потенциальных патогенов, что вдвое превышало их содержание в растительном мусоре и втрое — в почве (p < 0,05), особенно выраженным была относительная распространенность в них Massilia oculi, Enterobacter ludwigii, Massilia timonae и Sphingomonas koreensis. Интегральный показатель риска для здоровья человека, включающий мобильность, вирулентность, патогенность, клиническую релевантность и экологическую доступность, был также значительно выше у генов антибиотикоустойчивости в окурках, как и количество патогенных для человека бактерий, обладающих такими генами (среди них преобладали представители рода Pseudomonas и семейства Enterobacteriaceae, а также оппортунистические патогены Escherichia coli, Streptococcus pneumoniae и Stenotrophomonas maltophilia).
Анализ механизмов пролиферации генов антибиотикоустойчивости в окурках показал, что за нее могут отвечать окислительный стресс под действием токсичных продуктов сгорания табака и других факторов (вероятно, играющий центральную роль), горизонтальный перенос генов и сдвиги в составе микробных сообществ в ходе обмена с окружающей средой. Основными источниками генов антибиотикоустойчивости (66 процентов) и потенциальных патогенов (56 процентов) в окурках были связанные с человеком (в первую очередь слюна, в меньшей степени мостовые, ограды, перила, дверные ручки, торговые автоматы), за остальное отвечали наземные, водные и воздушные экосистемы, позвоночные и беспозвоночные животные. Среди факторов распространения антибиотикоустойчивости социоэкономические (санитария, инфраструктура, озеленение, промышленное производство, образование жителей) преобладали над климатическими, химическими и биологическими.
Таким образом, окурки служат важным микробным резервуаром в общественных пространствах и вектором распространения патогенов и антибиотикоустойчивости. Это представляет недооцененную угрозу общественному здравоохранению, которую необходимо учитывать при его планировании, заключают авторы работы.
Теперь рептилий будут охранять, а не истреблять
Герпетологи выяснили, что черные игуаны из популяции, обитающей на острове Кларион в составе принадлежащего Мексике архипелага Ревилья-Хихедо, не были завезены сюда людьми во второй половине XX века, как считалось раньше. Генетический анализ показал, что эти ящерицы колонизировали остров самостоятельно около 425 тысяч лет назад, вероятно, доплыв сюда на растительном плоту. Таким образом, черные игуаны не являются на Кларионе инвазивными — а значит, их нужно не истреблять для защиты местной флоры и фауны, как это пытается сделать мексиканское правительство с 2002 года, а охранять. Результаты исследования опубликованы в статье для журнала Ecology and Evolution.