DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1403168
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38741745
تاريخ النشر: 2024-04-29
المؤلف: Shikha Sharma وآخرون
الموضوع الرئيسي: استخدام المضادات الحيوية والمقاومة
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة الحاجة الملحة لمضادات حيوية جديدة واستراتيجيات شاملة، مثل نهج الصحة الواحدة، لمكافحة مقاومة المضادات الحيوية (AMR) وآثارها على الاستدامة وأهداف التنمية المستدامة (SDGs). تؤكد على أن تحديد مركبات جديدة أمر حاسم لحماية الصحة العامة من التهديد المتزايد للعدوى المقاومة للمضادات الحيوية. تبرز الورقة الآثار الضارة لسوء استخدام المضادات الحيوية والإفراط في استخدامها، مما أدى إلى زيادة مقاومة البكتيريا وانخفاض فعالية العلاج.
لمعالجة هذه التحديات، يدعو المؤلفون إلى تطوير تركيبات دوائية جديدة تستهدف آليات عمل متعددة وإنشاء أدوية تتصدى بشكل خاص لآليات المقاومة. يشددون على أن الزيادة العالمية في سلالات مقاومة المضادات الحيوية، جنبًا إلى جنب مع تراجع تطوير مضادات حيوية جديدة، تشكل تهديدًا كبيرًا لصحة الإنسان. يدعو المؤلفون إلى نهج متعدد الأوجه وتعاوني يدمج الجهود عبر مختلف القطاعات ويشمل مقاومة المضادات الحيوية في أجندة أهداف التنمية المستدامة لتعزيز الالتزام السياسي العالمي ومعالجة هذه القضية الملحة بشكل فعال.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على الأزمة العالمية التي تطرحها البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB) والجينات المقاومة للمضادات الحيوية (ARG) بسبب الاستخدام المفرط وغير السليم للمضادات الحيوية في كل من الطب البشري والبيطري. تؤكد على أن مقاومة المضادات الحيوية تشكل تهديدًا كبيرًا لصحة الإنسان، حيث يتم العثور على الكائنات المقاومة لعدة أدوية بشكل متزايد في البيئات المجتمعية خارج المستشفيات، بما في ذلك الخزانات البيئية مثل المياه والتربة والغذاء والهواء. تشير الورقة إلى أن ARB وARGs شائعة في مختلف المكونات البيئية، بما في ذلك محطات معالجة مياه الصرف الصحي وتربية الأحياء المائية، ويمكن أن تلوث مصادر مياه الشرب، مما يؤدي إلى مخاطر صحية خطيرة.
تناقش المقدمة أيضًا آليات مقاومة المضادات الحيوية، بما في ذلك الطفرات الجينية وانتقال الجينات الأفقي (HGT)، التي تسهل انتشار المقاومة بين السكان البكتيرية. تؤكد على دور العوامل البيئية والأنشطة البشرية في انتشار ARB وARGs، لا سيما من خلال الممارسات الزراعية وإدارة مياه الصرف الصحي. تربط الورقة أيضًا بين زيادة مقاومة المضادات الحيوية والتحديات الأوسع للصحة العامة، بما في ذلك تأثيرها المحتمل على تحقيق أهداف التنمية المستدامة للأمم المتحدة (SDGs)، لا سيما فيما يتعلق بالصحة، وتقليل الفقر، والأمن الغذائي. تهدف المراجعة إلى استكشاف الآليات التي تحرك مقاومة المضادات الحيوية وتقييم المضادات الحيوية الناشئة مع تقييم آثار المقاومة على الصحة العالمية والاستدامة.
نقاش
تسلط فقرة النقاش في الورقة البحثية الضوء على الآليات المعقدة التي تسهم في مقاومة المضادات الحيوية (AR) في البكتيريا. تؤكد على أن كل من امتصاص الحمض النووي الأجنبي والطفرات في الجينومات البكتيرية الحالية تسهل ظهور سلالات مقاومة للمضادات الحيوية، والتي غالبًا ما تظهر زيادة في الضراوة. تشمل العوامل التي تؤثر على معدل طفرات AR فيزيولوجيا البكتيريا، والتركيب الجيني، والتعرض البيئي للمضادات الحيوية، لا سيما في مجاري النفايات البشرية حيث تزداد ضغوط الاختيار. يلعب انتقال الجينات الأفقي (HGT) دورًا حاسمًا في نشر جينات المقاومة بين أنواع البكتيريا المختلفة، مما يعقد المشهد العام لمقاومة المضادات الحيوية.
تتناول الفقرة أيضًا آليات محددة للمقاومة، بما في ذلك امتصاص الدواء المحدود، وتعديل أهداف الدواء، وتفعيل الدواء، وطرد الدواء النشط. على سبيل المثال، يمكن أن تطور البكتيريا سالبة الجرام مقاومة داخلية بسبب غلافها الخارجي، الذي يعمل كحاجز لبعض المضادات الحيوية. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الطفرات في الجينات الكروموسومية إلى تعديلات في أهداف الأدوية، مما يؤثر بشكل كبير على ارتباط المضادات الحيوية. تشير الورقة إلى أن المقاومة المعتمدة على البلازميد شائعة في البيئات السريرية، حيث تسهل البلازميدات نقل جينات المقاومة من خلال الاقتران، والنقل، والتحول الطبيعي. تبرز الزيادة المقلقة في سلالات المقاومة المتعددة للأدوية، لا سيما في Enterococcus وEscherichia coli وKlebsiella pneumoniae، الحاجة الملحة لاستراتيجيات فعالة لمكافحة AR، حيث تشكل هذه البكتيريا تهديدًا متزايدًا للصحة العامة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1403168
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38741745
Publication Date: 2024-04-29
Author(s): Shikha Sharma et al.
Primary Topic: Antibiotic Use and Resistance
Overview
The section discusses the urgent need for novel antibiotics and comprehensive strategies, such as the One Health approach, to combat antimicrobial resistance (AMR) and its implications for sustainability and the Sustainable Development Goals (SDGs). It emphasizes that the identification of new compounds is critical for protecting public health against the rising threat of antibiotic-resistant infections. The paper highlights the detrimental effects of antibiotic misuse and overuse, which have led to increased bacterial resistance and decreased treatment efficacy.
To address these challenges, the authors advocate for the development of new drug combinations that target multiple mechanisms of action and the creation of medications that specifically counteract resistance mechanisms. They stress that the global rise in antibiotic-resistant strains, coupled with a decline in new antibiotic development, poses a significant threat to human health. The authors call for a multifaceted, collaborative approach that integrates efforts across various sectors and includes AMR in the SDG agenda to foster global political commitment and effectively tackle this pressing issue.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the global crisis posed by antibiotic-resistant bacteria (ARB) and antibiotic-resistant genes (ARG) due to the excessive and improper use of antibiotics in both human and veterinary medicine. It emphasizes that antibiotic resistance is a significant threat to human health, with multidrug-resistant organisms increasingly found in community settings beyond hospitals, including environmental reservoirs such as water, soil, food, and air. The paper notes that ARB and ARGs are prevalent in various environmental compartments, including wastewater treatment plants and aquaculture, and can contaminate drinking water sources, leading to serious health risks.
The introduction further discusses the mechanisms of antibiotic resistance, including genetic mutations and horizontal gene transfer (HGT), which facilitate the spread of resistance among bacterial populations. It underscores the role of environmental factors and anthropogenic activities in the dissemination of ARB and ARGs, particularly through agricultural practices and wastewater management. The paper also connects the rise of antibiotic resistance to broader public health challenges, including its potential impact on achieving United Nations Sustainable Development Goals (SDGs), particularly in relation to health, poverty reduction, and food security. The review aims to explore the mechanisms driving antibiotic resistance and assess emerging antibiotics while evaluating the implications of resistance on global health and sustainability.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the complex mechanisms contributing to antibiotic resistance (AR) in bacteria. It emphasizes that both the uptake of foreign DNA and mutations in existing bacterial genomes facilitate the emergence of antibiotic-resistant strains, which often exhibit increased virulence. Factors influencing the rate of AR mutations include bacterial physiology, genetic makeup, and environmental exposure to antibiotics, particularly in human waste streams where selection pressure is heightened. Horizontal gene transfer (HGT) plays a critical role in disseminating resistance genes among various bacterial species, further complicating the landscape of antibiotic resistance.
The section also details specific mechanisms of resistance, including limited drug uptake, drug target modification, drug inactivation, and active drug efflux. For instance, Gram-negative bacteria can develop intrinsic resistance due to their outer membrane, which acts as a barrier to certain antibiotics. Additionally, mutations in chromosomal genes can lead to modifications in drug targets, significantly affecting antibiotic binding. The paper notes that plasmid-mediated resistance is prevalent in clinical settings, with plasmids facilitating the transfer of resistance genes through conjugation, transduction, and natural transformation. The alarming rise of multidrug-resistant strains, particularly in Enterococcus, Escherichia coli, and Klebsiella pneumoniae, underscores the urgent need for effective strategies to combat AR, as these bacteria increasingly threaten public health.