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" Mon enfant n'a jamais utilisé d'azithromycine, comment se fait-il qu'il y soit résistant ? " Début août de cette année, au centre de services de santé communautaire de la rue Lianqian, district de Siming, ville de Xiamen, province du Fujian, le parent Li Hua a exprimé ses doutes au médecin.

Dans les cliniques pédiatriques ambulatoires, les parents d’enfants posent fréquemment cette question aux médecins. En fait, ce n’est pas seulement les enfants qui sont préoccupés par ce problème, mais aussi de nombreuses personnes.

La résistance microbienne aux médicaments, en particulier la résistance bactérienne aux médicaments, a été répertoriée par l’Organisation mondiale de la santé comme l’un des problèmes de santé publique qui menacent sérieusement la sécurité humaine.L’augmentation et la propagation des bactéries multirésistantes ont rendu les traitements standardisés moins efficaces.

"L'environnement est un réservoir de gènes résistants aux médicaments et un moyen important pour la propagation de la résistance bactérienne aux médicaments", a déclaré Zhu Yongguan, académicien de l'Académie chinoise des sciences et directeur de l'Institut de l'environnement urbain de l'Académie chinoise des sciences. dans une interview avec des journalistes,Les activités humaines telles que l’abus d’antibiotiques, l’élevage intensif et le rejet des eaux usées domestiques exacerbent la propagation et la propagation des gènes résistants aux médicaments dans l’environnement, exposant ainsi davantage la population à une pollution résistante aux médicaments.

Zhu Yongguan, académicien de l'Académie chinoise des sciences et directeur de l'Institut de l'environnement urbain de l'Académie chinoise des sciences, mène des recherches pertinentes en laboratoire. Source de l'image : Institut de l'environnement urbain, Académie chinoise des sciences

Afin de résoudre ce problème urgent, les scientifiques et les experts en santé publique recherchent activement des solutions, et une « guerre sans poudre » dans la communauté microbienne a commencé.

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Pourquoi les médicaments « échouent » ?

Les antibiotiques, arme clé dans la lutte contre les infections bactériennes, ont sauvé des centaines de millions de vies. Cependant, les cliniciens du monde entier sont désormais confrontés à un problème de plus en plus grave :Les médicaments qui étaient autrefois des « remèdes » commencent à perdre de leur efficacité contre certaines bactéries.

"Par exemple, l'effet thérapeutique des médicaments de première intention à base de macrolides utilisés pour traiter la pneumonie à mycoplasmes, la coqueluche et d'autres maladies diminue d'année en année, après plus de dix ans d'observation clinique, Zhang Hao, médecin au centre médical pour enfants de Shanghai." , a constaté qu'un nombre considérable d'enfants étaient traités à l'azithromycine. Plus tard, l'effet a diminué, l'évolution de la maladie s'est prolongée et les lésions dans les poumons ont continué à se développer.

La cause première de cette série de problèmes est la résistance aux antibiotiques.La résistance aux antibiotiques fait référence à la capacité des micro-organismes à développer une résistance à un ou plusieurs médicaments initialement efficaces, c'est-à-dire que la sensibilité des micro-organismes aux médicaments est réduite, ce qui fait que les doses normales d'antibiotiques ne peuvent pas exercer leur effet bactéricide, voire sont complètement inefficaces. .

Diagramme schématique de la propagation des gènes de résistance aux antibiotiques dans l’environnement.

"Si l'on compare les antibiotiques à des lances, les gènes de résistance bactérienne sont équivalents à des boucliers, qui peuvent se défendre contre les attaques d'antibiotiques", a déclaré Shen Chunmei, directeur technique adjoint du département de gestion des infections hospitalières du cinquième hôpital populaire affilié à l'université de Fudan.Les bactéries ont une forte adaptabilité à l’environnement et le développement d’une résistance aux médicaments est le résultat de la sélection naturelle au cours de leur évolution.L’abus de médicaments antimicrobiens dans la société humaine accélère le développement de la résistance bactérienne, ce qui entraîne de moins en moins d’antibiotiques pour le choix clinique. Cela augmente non seulement les coûts médicaux, mais augmente également les risques pour la santé des patients.

Le dernier rapport du Réseau chinois de surveillance de la résistance bactérienne montre qu'au premier semestre 2023, le taux de détection de souches résistantes aux médicaments est en augmentation. Parmi eux, le taux de détection d'Acinetobacter baumannii, qui est répertorié comme un « agent pathogène clé » pour la résistance aux antimicrobiens par l'Organisation mondiale de la santé, a atteint 78,6 % à 79,5 %, un nouveau record. Les données pertinentes de l'Organisation mondiale de la santé montrent qu'en 2019, les infections par des bactéries résistantes aux médicaments ont directement causé 1,27 million de décès et 5 millions de décès indirects ; on s'attend à ce que d'ici 2050, il y ait environ 10 millions de nouveaux décès directs chaque année, ce qui est ce qui correspond au nombre de décès dans le monde en 2020. Environ le même nombre de personnes souffrent de cancer.

Le Dr Margaret Chan, ancienne directrice générale de l'Organisation mondiale de la santé, a souligné un jour :Alors que les bactéries multirésistantes continuent de croître et de se propager, les infections courantes peuvent également devenir des menaces mortelles."Ce n'est pas alarmiste. Lorsque les humains rencontrent des difficultés pour lesquelles il n'existe aucun remède, même une blessure ou une infection respiratoire insignifiante peut avoir des conséquences fatales", a-t-elle déclaré.

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Le milieu naturel devient une « station de transfert » pour la communication

Ces dernières années, la résolution du problème de la résistance aux médicaments est devenue l’un des défis majeurs auxquels est confronté le domaine médical. Les recherches pertinentes se concentrent sur les bases génétiques moléculaires de la résistance aux médicaments et des mécanismes de transfert, etc., afin de mieux comprendre comment les micro-organismes ou les cellules développent une résistance, puis de développer de nouveaux médicaments, combinaisons de médicaments, thérapies et traitements alternatifs pour traiter le problème. échec des médicaments existants.

Il est à noter queUne résistance peut survenir même si une personne n’a jamais utilisé d’antibiotiques."Ce sont les bactéries qui sont résistantes, pas le corps humain." Zhang Hao a en outre expliqué que le principal élément de résistance aux médicaments est le micro-organisme lui-même. En d'autres termes, le corps humain n'est que l'hôte de nouvelles bactéries résistantes aux médicaments. Cela signifie que le développement de la résistance aux médicaments n’est pas seulement lié aux individus, mais aussi étroitement aux groupes humains et à l’environnement.

Au niveau individuel, une utilisation inappropriée à long terme des antibiotiques peut entraîner des mutations génétiques chez les bactéries, conduisant à une résistance aux médicaments. Les souches résistantes se propagent par contact au sein d’une population, exposant ainsi l’ensemble de la population à un risque de résistance.Ce que l’on oublie plus facilement, c’est que les gènes résiduels de résistance aux médicaments dans l’environnement accéléreront la génération et la propagation de souches résistantes aux médicaments.

En 2002, alors que Zhu Yongguan traquait la contamination du sol par l'arsenic, il a accidentellement découvert que des gènes de résistance aux médicaments existaient également dans les excréments d'animaux présents dans le sol. Dans les élevages de porcs et de poulets, afin de permettre aux animaux de grandir rapidement et d'éviter qu'ils contractent des maladies intestinales, du cuivre, du zinc, de l'arsenic, des antibiotiques, etc. sont ajoutés à l'alimentation. Ces métaux lourds et gènes de résistance aux antibiotiques seront rejetés dans l'alimentation. l'environnement à travers les excréments d'animaux.

"Les gènes de résistance sont des informations génétiques et peuvent être copiés."Zhu Yongguan est parfaitement conscient que, contrairement à la pollution chimique étudiée dans le passé, la pollution biologique causée par la résistance bactérienne due à l'ajout d'antibiotiques peut constituer un problème de pollution environnementale plus grave. Bientôt, Zhu Yongguan a progressivement ajusté ses recherches, passant de l'arsenic aux gènes de résistance aux médicaments. À cette époque, les recherches pertinentes dans ce domaine étaient encore vierges au niveau international.

"Les gènes de résistance dans l'environnement sont les mêmes que les gènes de résistance aux médicaments en médecine. Il s'agit d'une séquence nucléotidique codant pour des traits de résistance aux médicaments. Mais ces gènes de résistance aux médicaments peuvent se propager entre "humains-animaux-environnement" et peuvent être transférés parmi les agents pathogènes. bactéries, les bactéries pathogènes formeront des phénotypes nouveaux ou multirésistants, affectant ainsi l'efficacité des antibiotiques et la santé humaine », a déclaré Su Jianqiang, membre de l'équipe de Zhu Yongguan et chercheur à l'Institut de l'environnement urbain de l'Académie chinoise des sciences. .

Précédemment,De nombreuses recherches ont été menées sur les gènes de résistance aux médicaments dans le domaine médical et dans l’industrie de l’élevage.Les recherches menées par l'équipe de Zhu Yongguan se concentrent principalement sur les gènes de résistance aux médicaments dans l'environnement. Sa complexité se reflète dans la persistance, la transmission et la prolifération des gènes de résistance aux médicaments dans l'environnement.

“Dans le passé, nous nous concentrions principalement sur l’utilisation d’antibiotiques dans le domaine médical et dans l’industrie de l’élevage, ignorant le problème des résidus d’antibiotiques dans l’environnement.En fait, des traces d'antibiotiques peuvent être détectées dans les rivières, le sol et même l'eau potable, et l'environnement naturel est devenu une « station de transit » pour la propagation de gènes résistants aux médicaments. « Su Jianqiang a déclaré que l'environnement joue un rôle qui ne peut être ignoré dans le processus de résistance bactérienne. Par conséquent, résoudre le problème de la résistance aux médicaments nécessite non seulement un traitement clinique, mais élargit également la perspective de l'environnement pour traiter ce problème de manière globale.

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Traquer la source de la contamination génétique résistante aux médicaments

D’où proviennent les gènes de résistance aux médicaments présents dans l’environnement ? Comment se propagent-ils et se propagent-ils ?Révéler les mécanismes de formation et de propagation des gènes de résistance aux médicaments dans l’environnement est crucial pour contrôler la propagation de la résistance aux médicaments.

Pour répondre systématiquement à cette question scientifique, il faut d’abord comprendre le « contexte familial » des gènes résistants aux médicaments dans l’environnement. À cette fin, l’équipe de Zhu Yongguan a lancé une enquête par sondage à grande échelle en Chine. L'équipe a collecté 152 échantillons de sol sur des terres cultivées ou des forêts dans 26 provinces du pays ; elle s'est également rendue dans 32 stations d'épuration dans 17 villes du pays pour effectuer des travaux d'échantillonnage pendant la période de pointe du drainage urbain afin de connaître la répartition des sols. gènes résistants aux médicaments dans l'eau et le sol de mon pays.

Les chercheurs ont prélevé des échantillons à l’extérieur. Source de l'image : Institut de l'environnement urbain, Académie chinoise des sciences

Il n’est pas facile de « découvrir » avec précision les gènes résistants aux médicaments à partir d’échantillons de sol et d’eaux usées. Zhu Yongguan a présenté,Tout d’abord, il existe des centaines, voire des milliers de gènes résistants aux médicaments dans l’environnement, et les communautés microbiennes présentes dans le sol et l’eau sont extrêmement complexes. Des gènes résistants aux médicaments existent dans divers micro-organismes, ce qui rend l’isolement et l’identification extrêmement difficiles. Deuxièmement, les méthodes de détection traditionnelles ne peuvent pas identifier avec précision les gènes de résistance aux antibiotiques à faible concentration ou émergents, ce qui limite la profondeur et l’étendue de la recherche sur les gènes de résistance.Dans le même temps, des quantités massives de données nécessitent des outils bioinformatiques puissants pour interpréter avec précision les types, l’abondance et les schémas de propagation potentiels des gènes de résistance.

Comment détecter rapidement de nombreux gènes résistants aux médicaments dans un grand nombre d’échantillons environnementaux est devenu une difficulté technique pour l’équipe chargée de mener des recherches. À cette fin, l’équipe a construit une plateforme de détection quantitative à haut débit par réaction en chaîne par polymérase (PCR) pour les gènes de résistance aux médicaments. Cette plateforme peut détecter quantitativement plus de 300 gènes de résistance aux médicaments en une seule opération, améliorant ainsi considérablement les capacités de criblage et d’analyse quantitative des gènes de résistance aux médicaments. Grâce à la technologie PCR, cette plate-forme peut copier des fragments d'ADN spécifiques en grande quantité, rendant l'analyse quantitative plus rapide et plus pratique et répondant aux besoins de la recherche scientifique.

"Nous avons constaté que 128 gènes de résistance aux antibiotiques étaient présents dans plus de 80 % des échantillons."Introduction par Zhu Yongguan.

La mise en place de la plateforme de détection a permis à l'équipe de Zhu Yongguan de faire des progrès rapides dans l'enquête : premièrement, ils ont trouvé une corrélation positive évidente entre les activités humaines et les résidus d'antibiotiques dans l'environnement ;Dans les sols cultivés et fortement perturbés par l’homme, le nombre et l’abondance des gènes de résistance aux antibiotiques détectés sont nettement supérieurs à ceux des sols forestiers., dans le même temps, le nombre de gènes résistants aux médicaments détectés dans les zones densément peuplées des régions du centre et de l'est est plus élevé que dans les zones faiblement peuplées ; deuxièmement, il est fondamentalement verrouillé que les fermes d'élevage intensif et les systèmes de traitement des eaux usées sont les principaux sources de gènes de résistance aux médicaments dans l’environnement.

"Une pilule que nous jetons négligemment, ou des micro-organismes résistants excrétés après que des humains ou des animaux ont pris des antibiotiques, peuvent pénétrer dans l'environnement avec les déchets."Zhu Yongguan a expliqué que grâce au système de circulation microbienne, les gènes résistants aux médicaments se propagent depuis des sources ponctuelles jusqu'à l'ensemble de l'écosystème, exposant la population à une pollution résistante aux médicaments.

Dans cette enquête sur la situation,Pour la première fois, des chercheurs scientifiques ont obtenu 20 gènes résistants aux médicaments que l'on trouve couramment dans l'environnement de mon pays.Ceci est crucial pour comprendre les voies de transmission et les risques potentiels des gènes résistants aux médicaments.

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La méthode « Biochar » bloque la propagation de la résistance aux médicaments

Après avoir trouvé la source de contamination des gènes résistants aux médicaments, l’équipe a en outre découvert que la réutilisation de l’eau récupérée et le compostage conduiraient à la propagation et à l’enrichissement de certains gènes résistants aux médicaments dans le sol. En même temps, ils découvrirent queL’épandage à long terme de boues et de fumier animal augmentera la diversité et l’abondance des gènes de résistance du sol.

Les boues de la station d'épuration doivent être traitées en conséquence avant de pouvoir être épandues sur le sol. Le compostage est la principale méthode de traitement."Au départ, nous pensions que le compostage à haute température pouvait tuer les bactéries pathogènes présentes dans les boues et réduire les gènes résistants aux médicaments. Cependant, en étudiant les changements dans les gènes résistants aux médicaments au cours du processus de compostage des boues, nous avons constaté que les gènes résistants aux médicaments augmentaient dans les étapes ultérieures. du compostage."Su Jianqiang a déclaré : « Nous avons ensuite exploré les raisons possibles. Ce résultat nous a incité à prêter attention au problème des gènes résistants aux médicaments dans le compost organique.

En fait, les antibiotiques et les gènes de résistance aux antibiotiques émis par les activités humaines partagent un monde microbien avec les humains, les animaux et l’environnement, et se propagent au fil des cycles microbiens.

« L’équipe de recherche a collecté des échantillons de salades de légumes crus dans plusieurs restaurants.Il a été constaté que pour 300 grammes de légumes crus consommés, les gens peuvent ingérer environ 109 copies de gènes de résistance aux antibiotiques.。"Zhu Yongguan a déclaré aux journalistes que cela montre que les légumes arrosés avec des engrais organiques dotés de gènes de résistance porteront également des gènes de résistance. Ces gènes seront transmis au corps humain via la chaîne alimentaire. Il a en outre expliqué que la communauté microbienne dans l'environnement est très complexe. , comme 1 gramme Il y a environ 1 milliard de micro-organismes dans le sol, et un transfert horizontal de gènes se produit constamment entre eux. Ce processus provoque le transfert et la propagation de gènes de résistance aux antibiotiques.

Afin de résoudre le problème de la propagation des gènes résistants aux médicaments provoqués par le compost organique, l'équipe a développé de manière ciblée une méthode de contrôle de la pollution des sols « biocharbon », qui utilise des températures élevées de 600°C et plus pour carboniser le fumier de porc ou du fumier de poulet pour éliminer les antibiotiques qu'il contient et la dégradation des gènes de résistance aux médicaments.Ce travail original peut réduire la contamination des gènes résistants aux médicaments dans le sol en transformant les déchets animaux en biocharbon avant qu'ils ne pénètrent dans l'environnement. À l'heure actuelle, la méthode de contrôle de la pollution des sols « biocharbon » est sortie du laboratoire et est entrée sur la chaîne de production, devenant un produit vendu dans le monde entier.

En juin de cette année, le projet « Mécanisme de formation et de diffusion de gènes résistants dans l'environnement » dirigé par Zhu Yongguan a remporté le deuxième prix du Prix national des sciences naturelles.Cet honneur confirme pleinement les réalisations de l’équipe dans le domaine de la recherche sur la pollution environnementale causée par les gènes résistants aux médicaments.

À l'heure actuelle, en plus de la méthode de contrôle de la pollution des sols « biocharbon », le développement de la technologie de compostage à haute température, de la technologie avancée d'oxydation de l'eau, de la technologie électrochimique, etc. fournit également des moyens efficaces pour contrôler et réduire la pollution génétique environnementale résistante aux médicaments. De plus, la phagothérapie, en tant que technologie naturelle de réduction biologique, apporte de nouveaux espoirs et perspectives pour réduire les gènes de résistance dans l’environnement.

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Il y a un long chemin à parcourir pour réduire la résistance microbienne aux médicaments

En tant que nouveau type de polluant microbien, les gènes environnementaux résistants aux médicaments attirent de plus en plus l’attention de la communauté internationale. En 2016, l'Organisation mondiale de la santé et l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture ont clairement déclaré qu'un plan d'action mondial devrait être lancé pour se concentrer sur la propagation et la prolifération de la résistance aux médicaments chez « les humains-animaux-environnement ».

En 2022, 13 départements, dont la Commission nationale de la santé, le ministère de l'Écologie et de l'Environnement et le ministère de l'Agriculture et des Affaires rurales de Chine, ont publié conjointement le « Plan d'action national pour contenir la résistance microbienne », soulignant l'importance de la recherche sur la résistance bactérienne dans l'environnement et exigeant que tous les ministères du gouvernement renforcent la collaboration avec l'industrie, partent de plusieurs domaines et combinent leurs efforts pour répondre conjointement à ce défi.

Donc,Comment faire face au risque de résistance microbienne ?

"Contrôle à la source, contrôle pendant le processus et réparation à la fin."Zhu Yongguan a déclaré que pour faire face au risque de résistance microbienne, nous devons le gérer à partir de ces trois niveaux, c'est-à-dire contrôler strictement l'utilisation d'antibiotiques et les rejets d'eaux usées à la source, contrôler la propagation des gènes résistants aux médicaments dans le processus. , et effectuer la réparation et la gestion à la fin.

"Après la publication des résultats de nos recherches, ils ont reçu une large attention au pays et à l'étranger." Su Jianqiang a déclaré que les articles de recherche pertinents publiés par l'équipe sont devenus des articles populaires pendant plusieurs années consécutives et que les résultats originaux pertinents ont incité à prendre des mesures. à travers le monde. Dans le même temps, sur la base de la plateforme de détection PCR quantitative à haut débit construite par l’équipe, l’équipe chinoise a établi une coopération approfondie avec des collègues du Royaume-Uni, d’Allemagne, des États-Unis, d’Australie et d’autres pays.

À l'heure actuelle, les scientifiques ont mené des recherches fondamentales sur les gènes environnementaux résistants aux médicaments et obtenu certaines données, mais les recherches approfondies et systématiques sur les gènes environnementaux résistants aux médicaments sont encore insuffisantes.La recherche scientifique doit encore répondre systématiquement à l'origine et à la destination des gènes de résistance aux médicaments, aux risques et aux contre-mesures spécifiques.

« Notre pays est l'un des premiers pays à avoir publié et mis en œuvre le Plan d'action national pour contenir la résistance bactérienne. La maîtrise de la résistance microbienne s'est élevée au niveau de la sécurité nationale et des stratégies majeures, et ne se limite plus à une certaine industrie ou à un certain professionnel. domaine." National Li Dachuan, directeur adjoint du Département des affaires médicales de la Commission nationale de la santé, a déclaré un jour qu'en raison de grandes différences dans les capacités de service et les niveaux de gestion entre les différentes régions et les différentes institutions médicales, la situation de résistance microbienne est toujours Les médicaments antimicrobiens graves et complexes doivent être encore renforcés. Appliquer rationnellement la gestion, améliorer la capacité des professionnels de la santé médicale et animale à prévenir et contrôler la résistance microbienne et améliorer la compréhension de l'ensemble de la société sur la résistance microbienne.

"La résistance aux antibiotiques provoquée par les rejets de déchets est l'"empreinte" laissée par les humains dans le monde microbien. Ce que nous devons faire, c'est rendre ce type d'"empreinte" aussi faible que possible", a souligné Zhu Yongguan.La transition des gènes résistants aux médicaments vers des bactéries viables puis vers des bactéries pathogènes, la pollution composée et l'interaction entre l'hôte et le microbiome sont de nouveaux défis et sujets auxquels les gens sont actuellement confrontés. La « guerre » entre les chercheurs scientifiques et la résistance microbienne aux médicaments. est toujours en cours.