Saat ini dunia berada pada era resistensi antibiotik akibat kegagalan pengobatan antibiotik dan kematian yang disebabkan oleh infeksi bakteri semakin meningkat. Resistensi antibiotik telah menyebabkan sekitar 1,27 juta kematian dini pada tahun 2019 di seluruh dunia. Meskipun penyalahgunaan dan penggunaan berlebihan antibiotik adalah pendorong utama resistensi antibiotik, penyebaran cepat bakteri resisten antibiotik dan gen resisten antibiotik di seluruh wilayah dan sektor global (misalnya, manusia, hewan, dan lingkungan) juga penting untuk penularan dan tingkat prevalensi resistensi antibiotik.  

Namun, hanya ada sedikit data kuantitatif tentang jalur tersebut yang membatasi pemahaman penuh tentang efek resistensi antibiotik pada kesehatan manusia. Resistensi antibiotik bukan hanya masalah kesehatan manusia, tetapi juga mempengaruhi hewan dan lingkungan.

Manusia terpapar bakteri resisten antibiotik dan gen resisten antibiotik melalui makanan, lingkungan (misalnya air, tanah, dan udara), atau kontak langsung dengan sumber infeksius, seperti hewan. Misalnya, bakteri kebal antibiotik dan gen kebal antibiotik di rumah sakit atau peternakan dapat ditularkan ke fasilitas pengolahan limbah atau ekosistem, dan bahkan dapat dipancarkan dari pengaturan ini ke atmosfer dan terpapar ke manusia melalui pernapasan. 

Udara diakui sebagai jalur langsung dan vektor kunci untuk menyebarkan resistensi antibiotik. Polutan udara utama, dalam particulate matter (PM) 2.5, telah terbukti mengandung beragam bakteri resisten antibiotik dan gen resisten antibiotik yang berpindah antar lingkungan dan langsung terhirup oleh manusia, menyebabkan cedera saluran pernapasan dan infeksi. 

Jalur penyebaran resistensi antibiotik

Satu studi dari peneliti di Zhejiang University China dan University of Cambridge di Inggris (terbit di The Lancet 10 Agustus 2023), telah menganalisis untuk pertama kali tentang pola penyebaran resistensi antibiotik melalui udara selama hampir dua dekade. Mereka melihat 12 studi penelitian yang dilakukan di 116 negara – termasuk Inggris, AS, China, India, dan Australia. Studi-studi tersebut memperkirakan munculnya bakteri atau gen yang kebal antibiotik di atmosfer.

Studi ini mengamati secara khusus jenis polusi udara yang paling berbahaya – PM2.5. Ini adalah partikel yang memiliki diameter 2,5 mikrometer – sekitar 3% diameter dari sehelai rambut manusia. PM2.5 tidak dapat dilihat dengan mata telanjang dan mudah terhirup.

Studi tersebut menemukan bahwa resistensi antibiotik meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi PM2.5 di udara. Setiap kenaikan 10% konsentrasi PM2.5 dikaitkan dengan peningkatan resistensi antibiotik global sebesar 1,1% dan 43.654 kematian akibat infeksi bakteri yang kebal antibiotik.

Studi tersebut melaporkan bahwa tingkat resistensi antibiotik tertinggi terlihat di Afrika utara dan Asia barat. Daerah ini juga memiliki polusi PM2.5 yang paling parah. Sebagai perbandingan, Eropa dan Amerika Utara – yang memiliki tingkat polusi PM2.5 rata-rata terendah – juga memiliki tingkat resistensi antibiotik yang lebih rendah.

BACA JUGA:

• Polusi Udara dan Perkembangan Anak: Pahami Masalahnya!
• Perubahan Iklim dapat Menciptakan Pandemi Selanjutnya
• Ancaman Nyata Polusi Udara

Bagaimana polusi udara meningkatkan resistensi antibiotik?

Bakteri dan gen yang kebal antibiotik menyebar melalui jalur yang berbeda: makanan, tanah, air, udara, dan bahkan kontak langsung dengan sumber seperti hewan. Hipotesisnya adalah bahwa gen resistensi antibiotik (ARG), ketika dipancarkan dari, katakanlah, rumah sakit atau peternakan, dapat menempel pada partikel polutan, yang ditemukan mengandung “beragam bakteri resisten antibiotik dan gen resisten antibiotik, yang ditransfer antara lingkungan dan langsung terhirup oleh manusia, menyebabkan cedera saluran pernafasan dan infeksi.”

Saat tersuspensi di lingkungan atau terhirup ke dalam paru-paru, ARG dapat memasuki bakteri yang ditemukan dalam tubuh manusia dan memperkuat ketahanannya terhadap obat-obatan. “PM 2.5 dapat memfasilitasi transfer gen horizontal dari gen resisten antibiotik antar bakteri,” demikian temuan penelitian tersebut.

Pada medium udara, misalnya, yang sarat dengan PM2.5 dalam jumlah yang tidak sehat, sebagai kendaraan bagi bakteri yang kebal antibiotik dan ARG untuk menyebar. PM2.5 mengandung gen penentu resistensi antibiotik konsentrasi tinggi, dan ini adalah partikel yang dapat menyebar jauh dan luas karena kecepatan angin, penguapan air, dan pengangkutan debu. 

Hubungan antara PM2·5 dan resistensi antibiotik meningkat dengan laju yang semakin cepat, sesuatu yang dapat mempercepat dimulainya apa yang disebut era pasca-antibiotik.

Selain resistensi antibiotik, polusi udara juga telah terbukti menjadi faktor risiko tuberkulosis yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis. Bakteri ini juga telah mengembangkan resistensi terhadap beberapa antibiotik.

Sebuah studi di Hong Kong juga mengungkapkan hubungan antara paparan PM2.5 di luar ruangan dan tuberkulosis. Studi tersebut menemukan peningkatan konsentrasi PM2.5 selama musim dingin dikaitkan dengan peningkatan 3% jumlah kasus tuberkulosis pada musim semi dan musim panas berikutnya.

Perubahan lingkungan yang disebabkan oleh polusi udara (seperti peningkatan suhu dan kelembaban) juga dapat membuat bakteri resisten lebih mudah berkembang biak. Tetapi, penting bagi para peneliti untuk melakukan penelitian untuk melihat apakah ini masalahnya.

Penting juga bagi peneliti untuk menyelidiki peran faktor lain (selain PM2.5) yang dapat berkontribusi terhadap resistensi antibiotik. Misalnya paparan polutan, makanan yang kita makan, penggunaan antibiotik untuk hewan, dan bencana lingkungan.

Meskipun kita mungkin tidak tahu persis bagaimana polusi udara membantu menyebarkan resistensi antibiotik, hubungan antara keduanya sudah jelas. Polusi udara juga dikaitkan dengan berbagai kondisi kesehatan lainnya – termasuk penyakit kardiovaskular, asma, fungsi paru-paru yang lebih buruk, dan risiko depresi yang lebih besar.

Mengingat banyaknya bahaya polusi udara terhadap kesehatan kita, penelitian ini semakin memperkuat argumen untuk segera meningkatkan kualitas udara dan mengurangi polusi secara global.

Referensi:

• Association between particulate matter (PM)2·5 air pollution and clinical antibiotic resistance: a global analysis, Zhenchao Zhou, Xinyi Shuai, Zejun Lin, Xi Yu, Xiaoliang Ba, Mark A Holmes, Yonghong Xiao, Baojing Gu, Hong Chen, Agustus 2023.

• Zhu, G., Wang, X., Yang, T. et al. Air pollution could drive global dissemination of antibiotic resistance genes. ISME J, 2020.