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Die Auswirkungen von COVID-19 auf die antimikrobielle Resistenz

Untersuchen, wie die Pandemie die Verwendung von Antibiotika und die Muster des Antibiotikaresistenz verändert hat.

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Inhaltsverzeichnis

Anfang 2020 hat die Welt durch die COVID-19-Pandemie eine grosse Veränderung erlebt. Diese Pandemie hat nicht nur die Verbreitung des Coronavirus betroffen, sondern auch, wie Menschen mit der Gesundheitsversorgung umgehen, nach Behandlung suchen und Infektionskontrolle praktizieren. Diese Veränderungen haben verschiedene Infektionskrankheiten weltweit beeinflusst, insbesondere Atemwegsinfektionen, sexuell übertragbare Krankheiten und sogar einige nicht übertragbare Krankheiten. Eine grosse Sorge, die bleibt, ist die Antimikrobielle Resistenz (AMR). AMR tritt auf, wenn Bakterien resistent gegen die Medikamente werden, die zur Behandlung von Infektionen eingesetzt werden, wodurch diese Infektionen schwerer zu behandeln sind. 2019 wurde geschätzt, dass AMR weltweit fast 5 Millionen Todesfälle verursachte, was die Schwere des Problems verdeutlicht.

Die COVID-19-Pandemie und antimikrobielle Resistenz

Obwohl die allgemeine Auswirkung der COVID-19-Pandemie auf AMR noch nicht vollständig verstanden ist, zeigten Berichte, dass viele europäische Länder während dieser Zeit eine erhöhte Resistenz bestimmter Bakterien erlebten. Zum Beispiel zeigten in Frankreich zwischen 2019 und 2020 die Bakterien, die Pneumonie verursachen (Streptococcus pneumoniae), eine erhöhte Resistenz gegenüber Antibiotika wie Penicillin und Makroliden. Trotz dieses Anstiegs der Resistenz ist die Zahl der Fälle invasiver pneumokokkal bedingter Erkrankungen (IPD) während der Pandemie erheblich gesunken. Dieses Paradoxon wirft Fragen über die Beziehung zwischen COVID-19, Antibiotikaeinsatz und bakterieller Resistenz auf.

Einige Studien haben festgestellt, dass während der frühen Wellen von COVID-19 in mehreren Regionen, einschliesslich Neuseeland und Teilen Asiens, die Fälle von bakteriellen Infektionen ebenfalls zurückgingen. Interessanterweise blieb die Zahl der Menschen, die Streptococcus pneumoniae trugen, während der Pandemie stabil, trotz eines allgemeinen Rückgangs einiger bakterieller Erkrankungen. Diese Inkonsistenz macht es schwierig, die vollen Auswirkungen von COVID-19 auf bakterielle Infektionen und Resistenzen zu verstehen.

Nicht-pharmazeutische Interventionen und ihre Auswirkungen

Um COVID-19 zu bekämpfen, haben viele Länder Massnahmen wie Lockdowns, Maskentragen und soziale Distanzierung umgesetzt. Diese nicht-pharmazeutischen Interventionen (NPI) waren hauptsächlich darauf ausgerichtet, die Ausbreitung des Virus zu kontrollieren, hatten aber auch unbeabsichtigte Folgen für andere Erreger. Zum Beispiel könnte eine verringerte Übertragung von Atemwegsviren zu weniger Fällen sekundärer bakterieller Infektionen führen. Allerdings führten die Lockdowns auch zu weniger Besuchen in Gesundheitsversorgungseinrichtungen, was zu weniger Antibiotika-Verschreibungen insgesamt führte, obwohl einige Antibiotika immer noch überverschrieben wurden für COVID-19-Patienten.

Der Rückgang der Arztbesuche trug zu einem globalen Rückgang des Antibiotikaeinsatzes bei. Dennoch gab es wachsende Bedenken über den Missbrauch von Antibiotika, insbesondere Azithromycin, bei der Behandlung von COVID-19, was die AMR verstärken könnte.

Untersuchung der Dynamik der antimikrobiellen Resistenz

Um die Trends in der AMR während der COVID-19-Pandemie besser zu verstehen, empfehlen Forscher, verschiedene Faktoren zu betrachten wie:

  1. Die Anzahl der Fälle invasiver bakterieller Erkrankungen.
  2. Der Prozentsatz der antibiotikaresistenten Bakterien unter der Gesamtanzahl der Fälle.
  3. Die Prävalenz gesunder Menschen, die Bakterien tragen, ohne Symptome zu zeigen.

Es ist wichtig, diese Faktoren zusammen zu betrachten, um besser zu verstehen, wie sich die Dynamik der AMR in Reaktion auf Situationen wie die COVID-19-Pandemie verändert.

Fünf Schlüsselfaktoren könnten die beobachteten Trends in der AMR erklären. Erstens könnten Lockdown-Massnahmen die Verbreitung von Bakterien verringert haben, was möglicherweise zu weniger Fällen von IPD geführt hat. Zweitens könnte das Fehlen anderer Atemwegsviren während der Lockdowns das Risiko schwerer bakterieller Infektionen senken. Drittens trug der allgemeine Rückgang der Gesundheitsberatung wahrscheinlich zu weniger Antibiotika-Verschreibungen bei. Allerdings wirft die häufige Verschreibung von Antibiotika wie Azithromycin an COVID-19-Patienten Bedenken über zunehmende Resistenzen auf.

In einigen Regionen könnte eine längere Dauer des bakteriellen Tragens auch die Resistenzraten beeinflusst haben. Ausserdem gibt es Spekulationen darüber, wie das Coronavirus auf Wirtebene mit Bakterien interagieren könnte, was potenziell die Infektionsrisiken beeinflusst.

Mathematische Modelle zur Untersuchung von Interaktionen

Mathematische Modelle helfen Forschern, verschiedene Hypothesen über die Beziehung zwischen COVID-19 und Antibiotikaresistenz zu erkunden. Mit diesen Modellen können sie analysieren, wie verschiedene Faktoren die Krankheitsinzidenz und die Resistenzraten beeinflussen.

Zum Beispiel können Simulationen spezifische Kombinationen von Faktoren bewerten, um deren Einfluss auf zu bestimmen:

  • Die jährliche Inzidenz invasiver bakterieller Erkrankungen.
  • Die Rate der Antibiotikaresistenz bei diesen Erkrankungen.
  • Die Prävalenz asymptomatischer bakterieller Trägerschaften in der Bevölkerung.

Solche Modelle sind unverzichtbar, um zu verstehen, wie menschliches Verhalten als Reaktion auf die COVID-19-Pandemie die Dynamik der bakteriellen Resistenzen beeinflussen kann. Sie helfen zu klären, wie verschiedene Interventionen, wie Lockdowns und Veränderungen im Gesundheitsverhalten, mit den Trends der Antibiotika-Verschreibung interagieren.

COVID-19 Auswirkungen auf verschiedene Altersgruppen

Die Auswirkungen der Pandemie und der daraus resultierenden Interventionen auf AMR können je nach Altersgruppe unterschiedlich sein. Kinder und ältere Menschen haben oft unterschiedliche Infektionsraten und Verschreibungspraktiken. Mithilfe von Modellsimulationen können Forscher die Parameter basierend auf verschiedenen Altersgruppen anpassen, um zu sehen, wie sich die Trends der IPD-Inzidenz und der Antibiotikaresistenz entwickeln.

Durch die Analyse dieser Trends können Forscher Muster identifizieren wie:

  • Veränderungen in der Inzidenz von IPD in verschiedenen Altersgruppen.
  • Variationen in den Antibiotikaresistenzraten zwischen Kindern und älteren Erwachsenen.
  • Den allgemeinen Einfluss der Verschreibungspraxis von Antibiotika in diesen Bevölkerungsgruppen.

Diese Erkenntnisse können wichtige Einblicke geben, wie Gesundheitssysteme auf zukünftige Pandemien reagieren sollten, um eine effektive Behandlung sicherzustellen und gleichzeitig das Risiko von AMR zu managen.

Die Rolle von Azithromycin und anderen Antibiotika

Während der COVID-19-Pandemie hat der Einsatz von Azithromycin aufgrund seiner anfänglich vermuteten Wirksamkeit gegen das Virus erheblich zugenommen. Dieser Anstieg des Verbrauchs weckte Bedenken über die langfristigen Folgen für die Antibiotikaresistenz. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass der Einsatz von Azithromycin ein günstiges Umfeld für resistente Stämme schaffen kann, insbesondere wenn die Verschreibungen erheblich ansteigen.

Modellierungsszenarien zeigen, dass:

  • Der erhöhte Einsatz von Azithromycin während der COVID-19-Wellen mit höheren Raten antibiotikaresistenter Infektionen einherging.
  • Dieser Trend unterstreicht die Notwendigkeit einer sorgfältigen Überwachung und Verwaltung von Antibiotikaverschreibungen, besonders während öffentlicher Gesundheitsnotlagen.

Fazit und zukünftige Richtungen

Zusammenfassend hat die COVID-19-Pandemie die komplexen Dynamiken der AMR und die Auswirkungen verschiedener öffentlicher Gesundheitsinterventionen auf diese Trends verdeutlicht. Der Einsatz mathematischer Modellierung hat sich als effektiv erwiesen, um diese Beziehungen zu analysieren und den Forschern zu helfen, Schlüsselfaktoren zu identifizieren, die die Antibiotikaresistenz und die Krankheitsinzidenz beeinflussen.

Während die Welt weiterhin die Nachwirkungen der COVID-19-Pandemie navigiert, ist es entscheidend, wachsam in Bezug auf die Verschreibungspraxis von Antibiotika zu bleiben. Zukünftige Forschung sollte darauf abzielen, reale Daten zu sammeln, um Modelle für verschiedene bakterielle Erreger zu verfeinern und das Verständnis der AMR-Trends zu stärken. Dies wird letztlich ermöglichen, dass Gesundheitssysteme besser auf zukünftige Ausbrüche infektiöser Krankheiten vorbereitet werden, sodass effektive Behandlungen verfügbar bleiben, ohne die Wirksamkeit von Antibiotika zu gefährden.

Originalquelle

Titel: Revealing the drivers of antibiotic resistance trends in Streptococcus pneumoniae amidst the 2020 COVID-19 pandemic: Insights from mathematical modeling

Zusammenfassung: Non-pharmaceutical interventions implemented to block SARS-CoV-2 transmission in early 2020 led to global reductions in the incidence of invasive pneumococcal disease (IPD). By contrast, most European countries reported an increase in antibiotic resistance among invasive Streptococcus pneumoniae isolates from 2019 to 2020, while an increasing number of studies reported stable pneumococcal carriage prevalence over the same period. To disentangle the impacts of the COVID-19 pandemic on pneumococcal epidemiology in the community setting, we propose a mathematical model formalizing simultaneous transmission of SARS-CoV-2 and antibiotic-sensitive and -resistant strains of S. pneumoniae. To test hypotheses underlying these trends five mechanisms were built in into the model and examined: (1) a population-wide reduction of antibiotic prescriptions in the community, (2) lockdown effect on pneumococcal transmission, (3) a reduced risk of developing an IPD due to the absence of common respiratory viruses, (4) community azithromycin use in COVID-19 infected individuals, (5) and a longer carriage duration of antibiotic-resistant pneumococcal strains. Among 31 possible pandemic scenarios involving mechanisms individually or in combination, model simulations surprisingly identified only two scenarios that reproduced the reported trends in the general population. They included factors (1), (3), and (4). These scenarios replicated a nearly 50% reduction in annual IPD, and an increase in antibiotic resistance from 20% to 22%, all while maintaining a relatively stable pneumococcal carriage. Exploring further, higher SARS-CoV-2 R0 values and synergistic within-host virus- bacteria interaction mechanisms could have additionally contributed to the observed antibiotic resistance increase. Our work demonstrates the utility of the mathematical modeling approach in unraveling the complex effects of the COVID-19 pandemic responses on AMR dynamics.

Autoren: Aleksandra Kovacevic, D. R. M. Smith, E. Rahbe, S. Novelli, P. Henriot, E. Varon, R. Cohen, C. Levy, L. Temime, L. Opatowski

Letzte Aktualisierung: 2024-01-18 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.08.503267

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.08.503267.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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