നഗരങ്ങളിലെ മാലിന്യജലം മരുന്നിനെ പ്രതിരോധിക്കാൻ ശേഷിയുള്ള ബാക്ടീരിയകളുടെ "ജലസംഭരണി": പഠനം

ഇന്ത്യൻ നഗരങ്ങളിലൂടെ ഒഴുകുന്ന മാലിന്യജലത്തിൽ ആശുപത്രികളുമായി ബന്ധമുള്ള രോഗം പകർത്തുന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെ സാന്നിധ്യമുണ്ടെന്നും, അസിത്ത്രോമൈസിൻ പോലുള്ള സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളോട് പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള ശേഷി ഇത്തരം ബാക്റ്റീരിയകളെ സഹായിക്കുന്നുവെന്നും പുതിയ ഗവേഷണം പറയുന്നു. മലിന ജലം കെട്ടിക്കിടക്കുന്ന ഓടകളിലുള്ള ആന്റിബയോട്ടിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ ബാക്ടീരിയകളെ ചികിത്സ ഒഴിവാക്കാൻ “പരിശീലിപ്പിക്കുന്നതുപോലെ” പ്രവർത്തിക്കുകയാണെന്ന് ശാസ്ത്രജ്ഞർ പറയുന്നു. ഇതിലൂടെ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന മരുന്നുകൾ ഫലപ്രദമല്ലാതാകാനുള്ള അപകടസാധ്യത ഉയരുന്നു. ഈ കണ്ടെത്തലുകൾ ആന്റിബയോട്ടിക് പ്രതിരോധം നഗരങ്ങളിലെ മാലിന്യജലത്തിലൂടെയും നദികളിലേക്കും പടരുകയാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

Antibiotic contamination and antimicrobial resistance dynamics in the urban sewage microbiome in India) എന്ന പഠനം നേച്ചർ ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചു.

ആശുപത്രി മാലിന്യങ്ങളിൽ നിന്ന് തുറന്ന ഓടകളിലേക്ക്

ഇന്ത്യൻ നഗരങ്ങളിലെ മാലിന്യജലം അപകടകാരിയായ ബാക്ടീരിയകൾ വളരാനുള്ള കേന്ദ്രമായി മാറിയതായി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തി. ഇതിൽ പലതും ആശുപത്രികളിൽ ലഭിക്കുന്ന അണുബാധകൾക്ക് കാരണമാകുന്ന രോഗാണുക്കളോട് സാമ്യമുള്ളവയാണ്. ആശുപത്രികളിൽ നിന്നും വീടുകളിൽ നിന്നുമുള്ളതടക്കം വിവിധ ഉറവിടങ്ങളിൽ നിന്ന് മാലിന്യജലത്തിലേക്ക് എത്തുന്ന ആന്റിബയോട്ടിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ, ബാക്ടീരിയകൾക്ക് മരുന്നുകളെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള അവസരം നൽകുന്നു.

യമുനാ നദിയിലേക്ക് സമീപ നഗര കേന്ദ്രങ്ങളിൽ നിന്നുള്ള ആന്റിബയോട്ടിക് മാലിന്യജലം ഒഴുകിയെത്തുന്നതായി പഠനം കണ്ടെത്തി. ആശുപത്രി മാലിന്യങ്ങൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ശുദ്ധീകരിക്കാത്ത വെള്ളം തുറന്ന ഡ്രെയിനുകളിലൂടെയും പെരി-അർബൻ അഴുക്കുചാലുകളിലൂടെയും നേരിട്ട് നദിയിലേക്കാണ് ഒഴുകുന്നത്. ഇതിലൂടെ താഴ്ന്ന പ്രദേശങ്ങളിൽ താമസിക്കുന്നവർക്ക് ഗുരുതരമായ ആരോഗ്യ പ്രശ്നങ്ങൾക്കുള്ള സാദ്ധ്യതകൾ ഉയരുന്നു.

അമോക്സിസിലിൻ ഉൾപ്പെടെയുള്ള ചില ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾ, ബാക്ടീരിയകൾ തമ്മിൽ ജീനുകൾ കൈമാറ്റം ചെയ്യാൻ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നത്ര ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയിൽ മാലിന്യജലത്തിൽ കണ്ടെത്തി. ഇതുവഴി മരുന്നിനെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള കഴിവ് പ്രാപ്തമാകുന്നു.

ആശുപത്രികളേക്കാൾ ഉയർന്ന പ്രതിരോധശേഷി മാലിന്യജലത്തിൽ

ആന്റിബയോട്ടിക് റെസിസ്റ്റൻസ് ജീനുകൾ (ARGs) എന്നത് ബാക്ടീരിയകൾക്ക് ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളുടെ പ്രഭാവം ഒഴിവാക്കാൻ സഹായിക്കുന്ന ജീനുകളാണ്. ഇവ ബാക്ടീരിയകൾക്ക് മരുന്നിനെ നിർവീര്യമാക്കാനോ, കോശത്തിനകത്ത് നിന്ന് പുറത്താക്കാനോ, അതിന്റെ സ്വാധീനം ഇല്ലാതാക്കാനോ സഹായിക്കുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച് മാലിന്യജലത്തിൽ, ബാക്റ്റീരിയകൾ ജീനുകൾ പങ്കുവെക്കപ്പെടുന്നത് സാധാരണമാവുകയും അതുവഴി സാധാരണ ബാക്ടീരിയകൾ പോലും അപകടകാരികളായി മാറാനും സാധ്യതയുണ്ട്.

ബീറ്റാ-ലാക്ടാം, അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് എന്നീ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്ന മരുന്ന് വർഗങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ARGs ആണ് മാലിന്യജലത്തിൽ കൂടുതലായി കണ്ടെത്തിയതെന്ന് ഗവേഷകർ പറഞ്ഞു. അമിനോഗ്ലൈക്കോസൈഡ് പ്രതിരോധ ജീനുകൾ ആശുപത്രി സാമ്പിളുകളെക്കാൾ 50 ശതമാനം കൂടുതലായി മാലിന്യജലത്തിൽ കണ്ടെത്തിയത് ശ്രദ്ധേയമാണ്.

മനുഷ്യ വിസർജ്യങ്ങളിൽ നിന്ന് മാത്രമല്ല, കോഴിവളർത്തൽ, മത്സ്യബന്ധനം, കൃഷി എന്നിവയിലൂടെയും പ്രതിരോധ ജീനുകൾ മലിനജലത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുന്നുവെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

നഗരങ്ങളിൽ പ്രതിരോധ ബാക്ടീരിയകൾ എത്രത്തോളം വ്യാപകമാണെന്നും അവ എങ്ങനെ പടരുന്നുവെന്നും വിലയിരുത്താൻ, ഗവേഷകർ, ജനസാന്ദ്രത കൂടിയ വ്യവസായ നഗരമായ ഫരീദാബാദിലെ അഞ്ച് കേന്ദ്രങ്ങളിലും രണ്ട് ആശുപത്രികളിലും നിന്ന് ആവർത്തിച്ച് മാലിന്യജല സാമ്പിളുകൾ ശേഖരിച്ചു.

ഫൈലോജനെറ്റിക് വിശകലനത്തിൽ, 2019 മുതൽ 2023 വരെ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള ആശുപത്രി അണുബാധകൾക്ക് കാരണമായ രോഗാണുക്കളുമായി ഫരീദാബാദിലെ മാലിന്യജലത്തിലെ ബാക്ടീരിയകൾക്ക് ഒരേ ജനിതക ശ്രേണികൾ ഉള്ളതായി കണ്ടെത്തി. ഇതിൽ Escherichia coli (ST167, ST410), Klebsiella pneumoniae (ST15, ST37), Acinetobacter baumannii (ST2) എന്നീ വകഭേദങ്ങളും ഉൾപ്പെടുന്നു.

ഇത് മാലിന്യജലത്തിൽ സഞ്ചരിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകൾ ഗുരുതരമായ ക്ലിനിക്കൽ അണുബാധകൾക്ക് കാരണമാകുന്നവയുമായി ജനിതകമായി സാമ്യമുള്ളവയാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

രാജ്യവ്യാപകമായി ആന്റിബയോട്ടിക് ഉപയോഗവും പ്രതിരോധ പ്രവണതകളും നിരീക്ഷണം

2023 ജൂൺ മുതൽ ഡിസംബർ വരെ ആറ് ഇന്ത്യൻ സംസ്ഥാനങ്ങളിൽ നിന്നായി ശേഖരിച്ച നൂറുകണക്കിന് മാലിന്യജല സാമ്പിളുകളാണ് ഗവേഷക സംഘം വിശകലനം ചെയ്തത്. സമൂഹ മാലിന്യജലത്തിലും ആശുപത്രി മാലിന്യജലത്തിലും ആന്റിബയോട്ടിക് അവശിഷ്ടങ്ങൾ, പ്രതിരോധ ജീനുകൾ, സൂക്ഷ്മജീവ സമൂഹങ്ങൾ എന്നിവ അവർ നിരീക്ഷിച്ചു.

ആകെ ഏഴ് മരുന്ന് വർഗങ്ങളിലായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന 11 ആന്റിബയോട്ടിക്കുകളുടെ അവശിഷ്ടങ്ങൾ കണ്ടെത്തി. 67 ശതമാനം സാമ്പിളുകളിൽ കനാമൈസിന്റെ അംശങ്ങൾ കണ്ടെത്തിയപ്പോൾ, 56 ശതമാനത്തിൽ അസിത്ത്രോമൈസിൻ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഇത് വ്യാപകമായ ഉപയോഗവും പരിസ്ഥിതിയിലേക്കുള്ള ചോർച്ചയും സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

ബാക്ടീരിയ കോശങ്ങളിൽ നിന്ന് അസിത്രോമൈസിനെ നിർവീര്യമാക്കുകയോ പുറന്തള്ളുകയോ ചെയ്യുന്ന എംപിഎച്ച്എ, എംപിഎച്ച്ഇ, എംഎസ്ആർഇ എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഉയർന്ന അളവിലുള്ള പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള ജീനുകൾ പഠനത്തിൽ കണ്ടെത്തി. മരുന്നിന്റെ ടാർഗെറ്റ് സൈറ്റിൽ മാറ്റം വരുത്തുന്ന മറ്റൊരു ജീൻ, ഇആർഎംബി, ആശുപത്രിയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട മലിനജലത്തിൽ പ്രത്യേകിച്ചും സാധാരണമാണ്.

മൊത്തത്തിൽ, 16 ആന്റിബയോട്ടിക് വർഗങ്ങൾക്കെതിരെ പ്രതിരോധം നൽകുന്ന 170 വ്യത്യസ്ത പ്രതിരോധ ജീനുകളാണ് ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തിയത്.

പ്രതിരോധത്തിന്റെ വ്യാപ്തി വിലയിരുത്താൻ, ശാസ്ത്രജ്ഞർ റാപിഡ് ഡിറ്റക്ഷൻ സ്ട്രിപ്പുകൾ, ലിക്വിഡ് ക്രോമാറ്റോഗ്രാഫി–മാസ് സ്പെക്ട്രോമെട്രി, മെറ്റാജീനോമിക് സീക്വൻസിംഗ്, കൾച്ചുറോമിക്സ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു.

ഇതിലൂടെ 964 ബാക്ടീരിയ ഐസൊലേറ്റുകൾ ലഭിച്ചു. 10 മരുന്ന് വർഗങ്ങളിലായി 32 ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾക്ക് എതിരെ പരിശോധിച്ച 681 സാമ്പിളുകളിൽ, ഏകദേശം 94 ശതമാനവും 10-ലധികം ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾക്ക് പ്രതിരോധ ശേഷിയുള്ളവയായിരുന്നു.

വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന പൊതുജനാരോഗ്യ ഭീഷണി

305 ബാക്ടീരിയ സാമ്പിളുകളുടെ ജീനോം സീക്വൻസിംഗ്, 16 ബാക്ടീരിയ വിഭാഗങ്ങളിലെയും 31 സ്പീഷീസുകളിലെയും പ്രതിരോധ ജീനുകൾ കണ്ടെത്തി. ഇതിൽ E coli, K pneumoniae, Morganella morganii, Enterococcus faecium തുടങ്ങിയ ഗുരുതര മനുഷ്യ അണുബാധകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന രോഗാണുക്കളും ഉൾപ്പെടുന്നു.

“മാലിന്യജലത്തിലെ ആന്റിബയോട്ടിക് സാന്ദ്രതയും മരുന്ന്-പ്രതിരോധ രോഗാണുക്കളുടെ അളവും തമ്മിൽ നേരിട്ടുള്ള ബന്ധം ഞങ്ങൾ തെളിയിക്കുന്നു,” എന്ന് പഠനത്തിന്റെ മുഖ്യ എഴുത്തുകാരനും Translational Health Science and Technology Institute-ലെ മൈക്രോബയോളജിസ്റ്റുമായ ഭാബതോഷ് ദാസ് Nature India യിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനത്തിൽ പറഞ്ഞു.

“മാലിന്യജലവും ആശുപത്രികളും തമ്മിൽ സജീവമായ ഒരു ബന്ധം നിലവിലുണ്ട്,” ദാസ് പറഞ്ഞു. “അത്യധികം മരുന്ന്-പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള (XDR) രോഗാണുക്കൾ ഉദ്ഭവിക്കാനും പടരാനും മാലിന്യജലം ഒരു റിസർവോയറായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.”

വ്യാപകമായി മയക്കുമരുന്ന് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള (Extensively drug-resistant (XDR)) രോഗാണുക്കൾ പല ആന്റിബയോട്ടിക്കുകൾക്കും പ്രതിരോധമുള്ള ബാക്ടീരിയകളാണ്, ചികിത്സയ്ക്ക് വളരെ കുറച്ച് മാർഗങ്ങൾ മാത്രമേ അവശേഷിപ്പിക്കൂ.

"മലിനജലത്തിൽ AMR ജീനുകൾ ഉണ്ടാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കാം,” ടാറ്റ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഫോർ ജെനറ്റിക്സ് ആൻഡ് സൊസൈറ്റിയിലെ രോഗപരിസ്ഥിതി-പരിശോധന വിഭാഗം നയിക്കുന്ന ഫറാ ഇഷ്തിയാക് പറഞ്ഞു. “എന്നാൽ അവയെ നേരിട്ട് ആന്റിബയോട്ടിക് സാന്ദ്രതയുമായി ബന്ധിപ്പിക്കുന്നത് പരിസ്ഥിതി നിരീക്ഷണത്തിന്റെ പ്രാധാന്യം ശക്തമാക്കുന്നു - പ്രത്യേകിച്ച് ആന്റിബയോട്ടിക് ഉപയോഗത്തിൽ ദുർബലമായ നിയന്ത്രണമുള്ള ഒരു രാജ്യത്തിൽ.”

ഇന്ത്യയിലെ പ്രത്യേക സൂക്ഷ്മജീവ പരിസ്ഥിതിയും പ്രതിരോധ വഴികളും കണക്കിലെടുത്ത്, മരുന്ന്-പ്രതിരോധം എങ്ങനെ പരിണമിക്കുകയും പടരുകയും ചെയ്യുന്നു എന്ന് നിരീക്ഷിക്കാൻ ഇന്ത്യയ്ക്ക് സ്വന്തം റഫറൻസ് ഡാറ്റാബേസ് അനിവാര്യമാണെന്നും ഗവേഷകർ ചൂണ്ടിക്കാട്ടി.