孟加拉国在2020年发生的洪灾危及了水源的安全。来源：Zabed Hasnain Chowdhury/SOPA Images/LightRocket via Getty

2021年，微生物学家Adwoa Padiki Nartey感染了细菌并且她的扁桃体开始肿胀。她在一年前曾经有过相同的症状；这两次生病都发生在加纳首都阿克拉的两个年度雨季之一，她就住在那里。她知道，在这些季节里，高湿度和湿气会促进微生物的生长。医生开了抗生素，但与以前不同，这次药物没有起效。细菌已经变得耐药。在两周内，她的扁桃体越来越发炎。“喝水很痛苦，吃饭也很痛苦。我几乎不能说话，”在阿克拉的加纳大学从事抗生素耐药研究的Padiki Nartey说。“我很担心。” 令她感到宽慰的是，最终两种类型的抗生素组合起作用了。否则，她说，这种感染可能会致命。“那真的很可怕。”抗击抗菌药物耐药性这一事件展示了人类健康面临的两大主要威胁——气候变化和抗生素耐药性传播——是如何交叉的。Padiki Nartey表示，气候变化导致加纳降雨更加频繁。这些条件反过来促使细菌生长，包括那些对抗生素产生耐药性的微生物。她还补充说，洪水也会将抗生素耐药性细菌从污水系统传播到人们的家庭和饮用水中。尽管研究人员对气候变化如何加剧抗生素耐药性的上升有一些了解，但科学家们现在正在深入研究这些机制，并探讨其影响的程度，加利福尼亚大学洛杉矶分校的进化生物学家Pamela Yeh表示。“气候变化和抗生素耐药性是我们这个时代的两大健康问题，”她说。“研究人员开始研究它们如何相互关联。”

耐药性攀升逃避药物的细菌正在增加。根据2022年世界卫生组织(WHO)发布的一份报告，2020年由抗生素耐药的淋病奈瑟氏菌、大肠杆菌和沙门氏菌引起的人体血液感染比2017年至少多出15%。Yeh表示，我们正在迈向一个刮伤膝盖、分娩或进行简单外科手术可能致命的世界。“这令人非常害怕，”她说。关键问题在于抗生素经常被滥用或被误用来对抗人、其他动物和植物的感染。细菌可以通过改变细菌细胞壁的DNA突变而对药物产生耐药性，使抗生素无法发挥作用，或者赋予它们分解抗生素或将其泵出细胞的能力。变得耐药的菌株还可以与其他细菌共享抗生素耐药基因。如果错误地使用抗生素治疗感染，或者如果用不足的剂量服用正确的药物以杀死微生物，那么微生物有更多的时间繁殖和演变或传播抗药性。但就像在加纳一样，有助于细菌生长的气候变化条件也发挥了作用。源自极端天气事件的灾害，如洪水、干旱、飓风和野火，可能会加剧这一问题，因为它们通常会减少对清洁水源的访问，导致不卫生的条件。当伤害和感染开始增加时，更多的人使用抗生素，反过来增加了抗药性发展的可能性。

在去年10月发表的一项研究中，马里兰大学学院公共卫生系的微生物学家Rita Colwell及其同事们展示了一场致命飓风导致佛罗里达海岸水域中有害的抗生素耐药弧菌细菌（包括一种食肉物种）激增的情况。这场飓风搅动了细菌生长所需的海底沉积物中的营养物质，Colwell说。温度变化除了极端天气造成的物理损害之外，研究人员还在探讨气候变化导致的温度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及其同事报告了三种引起抗生素耐药性医院感染的细菌的患病率，这些感染通常是严重的，有时致命：鲍曼氏不动杆菌、肺炎克雷伯菌和铜绿假单胞菌。研究人员通过比较来自中国28个省和地区的医院治疗的人们的细菌数据与相同地区城市的平均气温信息，寻找温度与抗生素耐药性之间的联系。该团队对可能影响耐药性率的因素进行了校正，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，每升高1摄氏度的平均气温，包含对一种名为碳青霉烯抗生素耐药性的克雷伯菌的样本的比例增加14%。这些药物通常是用于治疗对其他所有抗生素都耐药的细菌的。

杨和他的同事还将平均气温升高1摄氏度与包含碳青霉烯耐药铜绿假单胞菌的样本比例增加6%相联系。但温度对耐药性不会显著影响鲍曼不动杆菌（A. baumannii）的流行率。这些发现支持了渥太华大学微生物学家Derek MacFadden及其同事在2018年和2020年的研究。该团队发现，美国41个州和欧洲28个国家的平均最低温度上升与抗生素耐药性率增加相关。然而，这些研究没有显示温度与抗生素耐药性之间的因果关系，杨说。渐增的平均气温可能通过增加细菌的生长速率，加快它们的演变来推动抗生素耐药性，MacFadden说。还有证据表明，细菌在温暖条件下比在寒冷条件下更容易共享基因，包括传递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——即使平均温度只略微上升，由于全球变暖而更经常经历——可能会引起细菌基因变化，帮助它们对抗生素产生抵抗力，杨说。

广泛使用的抗生素，如盘尼西林(白色斑点)，对相关菌株(不透明生长)可能有非常不同的影响。图片来源:John Durham/SPL

在过去的一年里，Jang及其团队一直在追踪公共厕所、火车和公交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继续进行这项工作，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表示，这有助于揭示气候变化如何影响耐药性的传播。应对耐药性 Colwell表示，像Jang这样的监测可以与气候和天气数据结合，帮助跟踪或预测抗生素耐药细菌的传播。在去年二月发表的一项研究中，她和同事利用卫星提供的温度和降雨数据等因素，预测了由水生细菌霍乱弧菌引起的霍乱爆发的时间和地点。他们的机器学习模型在也门各个地区预测霍乱爆发的风险，平均准确度为72％，提前达四周。

Colwell表示，将气象数据与监测废水中抗生素耐药基因的方法相结合，可以改进对高耐药性风险地区的预测。她的团队正在研究这一方法。除了改进监测之外，研究人员已经知道如何减少抗生素耐药细菌的传播：改善获得清洁水和卫生设施的途径，并提高正确使用抗生素的意识。在黎巴嫩，感染病与传染病研究员Souha Kanj表示，她和同事在2018年在贝鲁特美国大学启动的一个项目教育医生如何在医院中减少碳青霉烯抗生素的使用。到2020年，程序开始时碳青霉烯抗生素耐药的A. baumannii感染比例已从81％下降到63％。

2022年，飓风伊恩在佛罗里达州迈尔斯堡的街道上引发了洪水。资料来源:Pedro Portal/Miami Herald/Tribune News Service via Getty

与此同时，Padiki Nartey是那些试图开发杀死耐药细菌的新方法的人之一。其中一种特别有希望的方法是使用被称为噬菌体的病毒，它们感染细菌但不感染人体细胞。全球行动寻求遏制抗生素耐药上升的研究人员还可以从气候变化政治中学到教训，这是多伦多约克大学国际法律专家兼公共卫生署研究员Steven Hoffman的看法。这样的全球威胁不尊重国界，冈比亚大学的微生物学家Saffiatou Darboe表示。因此，与气候变化类比，各国应当达成全球条约来解决这个问题，Hoffman说。

2015年，世界卫生组织推出了全球抗微生物耐药性和使用监测系统（GLASS），帮助跟踪全球抗生素消耗和常见抗生素耐药感染的流行情况。这些数据被用作联合国可持续发展目标中的指标，以监测抗微生物耐药性的进展。然而，Hoffman表示，需要更强有力的行动。在2022年的一项研究中，他与同事呼吁制定一项与2015年巴黎气候协议相当的协议来应对耐药病原体。他希望各国能够明确一个单一的统一目标，比如到2035年减少35％的耐药感染，并希望他们将在9月联合国抗微生物耐药性会议上取得进展。这次会议是联合国大会第二次讨论这个问题。与富裕国家同意支付贫穷国家以帮助应对气候变化影响的方式一样，他补充说，他们还应该在贫穷国家面临更高抗生素耐药性流行的情况下提供财政支持。“富裕国家从抗微生物中受益的时间更长，”他说。

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doi: https://doi.org/10.1038/d41586-023-04077-0

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