העמידות לאנטיביוטיקה מצאה נתיב מהביוב למי השתייה

המאבק בעמידות לאנטיביוטיקה מתנהל בדרך כלל בבתי חולים, במרפאות ובבתי המרקחת. מחקר חדש מצביע על זירה נוספת: מערכת המים העירונית. החוקרים עקבו אחר גנים המקנים לחיידקים עמידות לתרופות ומצאו מעין שרשרת הפצה - מן הביוב, דרך גופי מים טבעיים ועד למים שעברו טיפול והוכנו לשתייה.

המחקר פורסם (8.8.26) בכתב העת Nature Communications ונערך בידי חוקרים מאוניברסיטת מזרח סין בשנגחאי, אוניברסיטת הונג קונג ואוניברסיטת נאנג'ינג. החוקרים שילבו ריצוף של כלל החומר הגנטי בדגימות מים עם גידול חיידקים במעבדה, ובדקו במקביל קהילות חיידקים שלמות וחיידקי מעיים ממשפחת Enterobacteriaceae.

בסך-הכל זוהו 1,309 גנים שונים לעמידות לאנטיביוטיקה.

השפכים הוסיפו גנים לנהר

החוקרים דגמו שלבים שונים של מערכת המים - שפכים לפני ואחרי טיפול, מים במעלה ובמורד גופי מים שקלטו את הקולחים, מקורות מי שתייה ומים לאחר הטיפול.

מתקן הטיפול בשפכים הפחית את מגוון גני העמידות, אך ההזרמה של הקולחים המטוהרים לגוף המים לוותה בעלייה מחדש. במורד הזרם נמצאה העשרה של עשרות גנים לעמידות, ובהם גנים נגד משפחות אנטיביוטיקה חשובות כמו בטא-לקטמים ואמינוגליקוזידים.

החוקרים מצאו כי כשני שלישים מגני העמידות שמקורם בשפכים ושעברו העשרה במורד הזרם נותרו ניתנים לזיהוי גם במי ברז שנבדקו בהמשך המערכת. בחלק מהמקרים אף נמצאה עלייה יחסית בשכיחותם לאחר שלבי הטיפול וההולכה.

לא רק שאריות אנטיביוטיקה

אחת המסקנות המעניינות היא שלא רק נוכחות של אנטיביוטיקה בסביבה יכולה להעניק יתרון לחיידק עמיד. החוקרים מצאו קשר גם למתכות בריכוזים נמוכים, לחומרי חיטוי ולמאפייני איכות מים נוספים.

מתכות וחומרי חיטוי עלולים ליצור "ברירה משותפת": אם חיידק נושא באותו מקטע גנטי גם מנגנון העוזר לו להתמודד עם חומר חיטוי או מתכת וגם גן לעמידות לאנטיביוטיקה, החשיפה לגורם אחד עשויה לסייע בעקיפין לשימור העמידות לאחר.

במילים אחרות, גם בסביבה שבה כמות האנטיביוטיקה עצמה נמוכה, יכולים להתקיים תנאים שמעניקים יתרון לחיידקים הנושאים גני עמידות.

החיידקים גם מחליפים ביניהם את הגנים

המחקר בחן לא רק אילו גנים נמצאו בכל מקום, אלא גם כיצד הם יכולים לעבור בין חיידקים. תשומת לב מיוחדת ניתנה לאינטגרונים - מערכות גנטיות המסוגלות ללכוד גנים, לארגן אותם מחדש וליצור מעין "חבילות" של עמידות לכמה תרופות.

החוקרים מצאו צירופים שבהם כמה גני עמידות הופיעו יחד באותו אינטגרון. לאורך מערכת המים נראו גם שינויים בהרכב הצירופים האלה, באופן התואם לכידה והעברה של גנים חדשים בין חיידקים.

המשמעות היא שמערכת המים אינה רק צינור פסיבי שמעביר גנים ממקום למקום. במערכת עצמה יכולים להתרחש תהליכים ביולוגיים שמסייעים לשימורם, להעשרתם ולארגון מחדש של גני עמידות.

לא כל גן שנמצא במים מסוכן באותה מידה

כאן נמצאת נקודה חשובה במחקר. עצם מציאתו של גן לעמידות בדגימת מים אינה אומרת שיש בה חיידק מסוכן לאדם.

לכן החוקרים פיתחו שיטת דירוג שבחנה כמה מאפיינים יחד: האם הגן הולך ומתרבה לאורך המערכת, האם הוא נמצא במקטע גנטי נייד שיכול לעבור בין חיידקים, האם הוא מופיע בחיידקים מחוללי מחלה והאם הוא מקנה עמידות לאנטיביוטיקה בעלת חשיבות רפואית.

באמצעות השיטה הם זיהו קבוצה מצומצמת יותר של גנים שמקורם בפעילות אנושית ושלהם פוטנציאל סיכון גבוה יותר. רבים מהם העניקו עמידות לבטא-לקטמים ולאמינוגליקוזידים ונמצאו גם בחיידקים בעלי חשיבות רפואית.

למה זה מעניין במיוחד בישראל

לממצאים יש משמעות מיוחדת למדינה שבה משק המים והשפכים מחוברים באופן הדוק. בישראל נעשה שימוש נרחב בקולחים מטוהרים להשקיה, ובמקביל צפיפות האוכלוסייה מחייבת טיפול מתקדם בשפכים והגנה קפדנית על מקורות המים.

המחקר אינו אומר שמערכת המים בישראל מתנהגת כפי שנמצא בעיר הסינית שנבדקה. מערכות הטיפול, החיטוי, מקור המים והתשתיות שונים מאוד בין מדינות. עם זאת, הוא מחזק את התפיסה שלפיה עמידות לאנטיביוטיקה היא בעיית "בריאות אחת" - המחברת בין בני אדם, מערכות ביוב, הסביבה ומקורות מים.

במקום להתמקד רק בשאלה כמה אנטיביוטיקה ניתנת לחולים ולבעלי חיים, עולה הצורך לעקוב גם אחר המקום שאליו מגיעים החיידקים והגנים שלהם לאחר השימוש.

זה לא אומר שמי הברז מסוכנים

זהו גם המקום להיזהר מהפרשנות המאיימת ביותר של הממצאים. המחקר לא הראה שבני אדם נדבקו בחיידקים עמידים בעקבות שתיית המים ולא בדק שיעורי מחלה בקרב תושבים.

גילוי דנ"א של גן עמידות אינו שקול למציאת חיידק מחולל מחלה חי בכמות המספיקה לגרום לזיהום. גם כאשר גן נמצא בחיידק חי, אין פירוש הדבר שהחיידק מסוגל בהכרח להדביק בני אדם.

המחקר גם נערך במערכת מים עירונית אחת בסין, ולכן אין להשליך ממנו ישירות על איכות מי השתייה בישראל או במדינות אחרות.

המטרה - לעצור את השרשרת מוקדם יותר

החשיבות של המחקר היא בכך שהוא מתייחס למערכת המים כרצף אחד. במקום לבדוק בנפרד ביוב, נהר או מי שתייה, החוקרים עקבו אחר אותם סמנים גנטיים לאורך כל המסלול וניסו לזהות היכן גני העמידות נעלמים, היכן הם מתרבים והיכן הם עוברים בין חיידקים.

הגישה הזאת עשויה בעתיד לסייע לזהות נקודות שבהן כדאי להתערב - למשל בטיפול בשפכים לפני הזרמתם לסביבה או בשיטות חיטוי שאינן מעניקות יתרון יחסי לחיידקים בעלי מנגנוני עמידות.

המאמר פורסם בשלב זה בגרסה מוקדמת שאושרה לפרסום אך טרם עברה את העריכה הסופית של Nature Communications. כתב העת מציין כי ייתכנו עדיין תיקונים לפני פרסום הגרסה הסופית.