กลไกการดื้อยาและการแพร่กระจายยีนดื้อของแบคทีเรียแกรมลบในระบบบำบัดน้ำเสีย: มุมมองเชิงสิ่งแวดล้อมเพื่อการจัดการความเสี่ยง
คำสำคัญ:
เชื้อดื้อยาปฏิชีวนะ, แบคทีเรียแกรมลบ, ระบบบำบัดน้ำเสีย, กลไกการดื้อยา, การแพร่กระจายในสิ่งแวดล้อมบทคัดย่อ
เชื้อแบคทีเรียดื้อยาปฏิชีวนะ (Antimicrobial Resistance: AMR) เป็นปัญหาสาธารณสุขระดับโลก โดยเฉพาะเชื้อแบคทีเรียแกรมลบซึ่งมีกลไกการดื้อยาหลายรูปแบบ เช่น การสร้างเอนไซม์ย่อยสลายยา การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเป้าหมายของยา และการขับยาปฏิชีวนะออกจากเซลล์ โดยพบว่าระบบบำบัดน้ำเสียจากโรงพยาบาล โรงงานอุตสาหกรรม และชุมชน ถือเป็น “จุด hotspot” สำคัญที่ส่งเสริมการสะสมและแพร่กระจายของเชื้อดื้อยา (Antibiotic-Resistant Bacteria: ARB) และยีนดื้อยา (Antibiotic-Resistance Genes: ARGs) เนื่องจากมีสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการถ่ายทอดยีนในแนวนอน (Horizontal Gene Transfer: HGT) บทความนี้เป็นการทบทวนวรรณกรรมเชิงบรรยาย (Narrative Review) ที่สรุปกลไกการดื้อยา การแพร่กระจายของยีนดื้อยาในระบบบำบัดน้ำเสีย และเทคโนโลยีใหม่ในการจัดการเชิงสิ่งแวดล้อม พบว่าระบบบำบัดแบบดั้งเดิมยังไม่สามารถกำจัดยีนดื้อยาได้สมบูรณ์ จำเป็นต้องเสริมด้วยกระบวนการฆ่าเชื้อขั้นสูง เช่น รังสีอัลตราไวโอเลต โอโซน และกระบวนการออกซิเดชันขั้นสูง รวมทั้งควบคุมการปล่อยยาปฏิชีวนะและโลหะหนักจากแหล่งกำเนิด แนวทาง “One Health” จึงเป็นกรอบสำคัญในการบูรณาการสุขภาพมนุษย์ สัตว์ และสิ่งแวดล้อม เพื่อควบคุมการแพร่กระจายของเชื้อดื้อยาอย่างยั่งยืน
เอกสารอ้างอิง
Eichenberger EM, Thaden JT. Epidemiology and mechanisms of resistance of extensively drug-resistant Gram-negative bacteria. Antibiotics 2019;8(2):37.
Uluseker C, Kaster KM, Thorsen K, Wick A, Ternes T, Nielsen JL, et al. A review on occurrence and spread of antibiotic resistance in wastewaters and in wastewater treatment plants: mechanisms and perspectives. Front Microbiol 2021;12:717809.
Halawa EM, Safadi D, Fajardo-Muñoz R, Kheir WA, Ait LF, Gawhary S, et al. Antibiotic action and resistance: updated review of mechanisms, spread, influencing factors, and alternative approaches. Front Pharmacol 2024;14:1305294.
Fernández J, Montero I, Martínez O, González C, Segovia M. Resistance mechanisms in Gram-negative bacteria. Med Intensiva (Engl Ed) 2022;46(7):392-402.
Džidić S, Šušković J, Kos B. Antibiotic resistance mechanisms in bacteria: biochemical and genetic aspects. Period Biol 2008;110(4):317-25.
Miraji H, Ripanda AS. Pollution by antimicrobials and antibiotic resistance genes in East Africa: occurrence, sources, and potential environmental implications. Toxicol Rep 2025;14:101969.
Hassoun-Kheir N, Stabholz Y, Kreft JU, Davidovitch N, Kassem E, et al. Hospital wastewater contributions to the spread of antibiotic resistance. J Infect Public Health 2020;13(5):709-16.
Rowe WPM, Baker-Austin C, Verner-Jeffreys DW, Ryan JJ, Micallef C, Maskell DJ, et al. Overexpression of antibiotic resistance genes in hospital effluents over time. J Antimicrob Chemother 2017;72(6):1617-23.
Kotwani A, Joshi J, Kaloni D, Sethi P, Mahendru D, et al. Pharmaceutical effluent: a critical link in the interconnected ecosystem promoting antimicrobial resistance. Environ Sci Pollut Res Int 2021;28(25): 32111-24.
Ory EM, Krüger N, Shakoor S, Hasan R, Klugman KP. The impact of pharmaceutical industry effluent on the spread of antimicrobial resistance. Lancet Planet Health 2020;4(7):e279-80.
Nappier SP, Hong T, Ichida A, Goldstein RER. Antibiotic resistance in recreational waters: state of the science. Int J Environ Res Public Health 2020;17(21):8034.
Alexander J, Hembach N, Schwartz T. Identification of critical control points for antibiotic resistance discharge in sewers. Sci Total Environ 2022;820:153186.
World Health Organization. No time to wait: securing the future from drug-resistant infections. Geneva: WHO; 2019.
Murray CJL, Ikuta KS, Sharara F, Swetschinski L, Robles Aguilar G, Gray A, et al. Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. Lancet 2022;399(10325):629-55.
World Bank. Drug-resistant infections: a threat to our economic future. Washington DC: World Bank Group; 2017.
Manaia CM, Rocha J, Scaccia N, Marano R, Radu E, Biancullo F, et al. Antibiotic resistance in wastewater treatment plants: Tackling the black box. Environ Int 2018 Jun;115:312-24.
Auerbach EA, Seyfried EE, McMahon KD. Tetracycline resistance genes in activated sludge wastewater treatment plants. Water Res 2007;41(5):1143-51.
Zheng Ji, Su C, Zhou J, Xu L, Qian Y, Chen H. Effects and mechanisms of ultraviolet, chlorination, and ozone disinfection on antibiotic resistance genes in secondary effluents of municipal wastewater treatment plants. Chem Eng J 2017;317:309-16.
Pallavali RR, Degati VK, Nagaraja T, Krupanidhi S, Krishna SR, Putcha UK, et al. Phage-based biocontrol of antibiotic-resistant bacterium isolated from livestock wastewater treatment plant. Water (Basel) 2023;15(8):1616.
Leonard AFC, Zhang L, Balfour AJ, Garside R, Gaze WH. Monitoring microbial hazard and antibiotic resistance genes in wastewater: the burgeoning role of wastewater-based epidemiology. Clin Microbiol Infect 2022;28(8):1050-1.
United Nations Environment Programme (UNEP). Environmental dimensions of antimicrobial resistance: summary for policymakers. Nairobi: UNEP; 2022.
Wellington EMH, Boxall ABA, Cross P, Feil EJ, Gaze WH, Hawkey PM, et al. The role of the natural environment in the emergence of antibiotic resistance in Gram-negative bacteria. Lancet Infect Dis 2013;13(2):155-65.
Berglund B. Environmental dissemination of antibiotic resistance genes and correlation to anthropogenic contamination. FEMS Microbiol Ecol 2015;91(4): 28564.
Chen H, Zhang M. Occurrence and removal of antibiotic resistance genes in municipal wastewater and rural domestic sewage treatment systems in eastern China. Environ Int 2013;55:9-14.
Rizzo L, Manaia C, Merlin C, Schwartz T, Dagot C, Ploy M-C, et al. Urban wastewater treatment plants as hotspots for antibiotic resistant bacteria and genes spread into the environment: a review. Sci Total Environ 2013;447:345-60.
Abreu VAC, Perdigão J, Matos RV. Metagenomic approaches to analyze antimicrobial resistance: an overview. Front Genet 2021;11:575592.
Baker AC, Wright MS, Stepanauskas R, McArthur JV. Co-selection of antibiotic and metal resistance. Trends Microbiol 2006;14(4):176-82.
Gutiérrez JL. Wastewater-Based Epidemiology as a Complementary Tool for Antimicrobial Resistance Surveillance: Overcoming Barriers to Integration. BioEssays 2025;47(8):e70034.
Pandey S, Salerno JL, Dumre SP. Practical Approaches for Combating Antibiotic-Resistant Bacteria and Genes in Wastewater Within Developing Countries. Arch Microbiol Immunol 2025;9:21-30.
United Nations Environment Programme (UNEP). Bracing for Superbugs: Strengthening Environmental Action in the One Health Response to Antimicrobial Resistance. Nairobi: UNEP; 2023.
World Health Organization (WHO). Global Action Plan on Antimicrobial Resistance. Geneva: WHO; 2015.
World Health Organization (WHO). Implementation Handbook for the Global Action Plan on Antimicrobial Resistance: guidance for the human health sector. Geneva: WHO; 2022.
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). FAO Action Plan on Antimicrobial Resistance 2021–2025. Rome: FAO; 2021.
World Organisation for Animal Health (WOAH). OIE Strategy on Antimicrobial Resistance and the Prudent Use of Antimicrobials. Paris: WOAH; 2022.
United Nations Environment Programme (UNEP). Strengthening the environmental dimension of National Action Plans on Antimicrobial Resistance: A guidance note. Nairobi: UNEP; 2024.
ดาวน์โหลด
เผยแพร่แล้ว
รูปแบบการอ้างอิง
ฉบับ
ประเภทบทความ
สัญญาอนุญาต
ลิขสิทธิ์ (c) 2025 วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี หัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ

อนุญาตภายใต้เงื่อนไข Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
บทความทุกบทความที่ได้รับการตีพิมพ์ถือเป็นลิขสิทธิ์ของ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยหัวเฉียวเฉลิมพระเกียรติ