Investigação de fatores que podem influenciar a disseminação de bactérias resistentes a antibióticos durante a pandemia da COVID-19
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Veber Afonso Figueiredo Costa
Silvana de Queiroz Silva
Silvana de Queiroz Silva
Resumo
A resistência antimicrobiana é uma das principais ameaças à saúde pública global na
atualidade, sendo considerada uma emergência de saúde segundo diversas
entidades internacionais. A epidemiologia baseada nos esgotos (WBE – Wastewater
based epidemiology) analisa informações de saúde de um grupo populacional, obtidas
por meio de análises químicas e biológicas do esgoto bruto. O presente trabalho
investigou o efeito de diferentes fatores sobre a dinâmica da disseminação da
resistência aos antibióticos na região metropolitana de Belo Horizonte, durante a
pandemia da COVID-19, a partir do monitoramento do esgoto. A investigação abordou
a possível ocorrência de diferença estatística para a concentração de BRAs em bacias
de esgotamento sanitário de um mesmo município, além da avaliação de correlação
entre bactérias resistentes a diferentes antibióticos em uma mesma ETE, avaliação
de possíveis indicadores auxiliares a ocorrência de BRAs (como Escherichia coli e
coliformes totais), investigação da influência de sazonalidade na concentração de
BRAs, além de, por fim, avaliar a correlação entre a concentração de BRAs e o vírus
SARS-CoV-2 no esgoto bruto. A verificação das abordagens supracitadas foi realizada
por meio de testes de hipótese não-paramétricos, aplicados em conjuntos de dados
obtidos por Coelho (2023) e Machado et al. (2023), ao longo de 14 meses (2020; 2021;
2022). Estes dados contêm a concentração de bactérias resistentes a amoxicilina,
azitromicina, cefalexina, triazol (sulfametoxazol + trimetoprima) e meropenem no
esgoto bruto das referidas bacias. Os resultados mostraram ausência de diferença
estatística significativa entre a concentração de BRAs determinadas nas duas
principais bacias de esgotamento sanitário de Belo Horizonte, exceto para as
bactérias resistentes ao meropenem, antibiótico de uso exclusivo em hospitais.
Ademais, os resultados obtidos indicaram ausência de influência de sazonalidade na
concentração de BRAs nas ETEs A e B, em contrapartida aos resultados obtidos para
a ETE C. Em relação aos indicadores auxiliares avaliados, os resultados obtidos não
os qualificam como capazes de retratar a dinâmica de disseminação da resistência a
antibióticos, ainda que correlações não impliquem em causalidade. Ao analisar a
ocorrência de correlações significativas entre a concentração de BRAs a diferentes
antibióticos de referência, para as ETEs A e B, os microrganismos resistentes a
azitromicina foram qualificados como promissores para a elaboração de um possível
monitoramento simplificado. Ainda, foram detectadas correlações significativas entre
a concentração do vírus SARS-CoV-2 no esgoto bruto e das bactérias resistentes a
azitromicina em duas das três ETEs estudadas. Foi possível concluir, portanto, que a
dinâmica de disseminação de bactérias resistentes a antibióticos é complexa e
impactada por diversas variáveis. Conclui-se também que as análises estatísticas
realizadas subsidiaram a obtenção de resultados capazes de auxiliar os stakeholders
na tomada de decisões em relação ao enfrentamento deste desafio sanitário.
Abstract
Antimicrobial resistance is one of the major threats to global public health today,
considered a health emergency by various international entities. Wastewater-Based
Epidemiology (WBE) analyzes health information from a population group obtained
through chemical and biological analyses of raw sewage. This study investigated the
effect of different factors on the dynamics of antibiotic resistance dissemination in the
metropolitan region of Belo Horizonte during the COVID-19 pandemic, based on
sewage monitoring. The investigation addressed the possible occurrence of statistical
difference for the concentration of antibiotic-resistant bacteria (ARBs) in sewershed
basins within the same municipality, the evaluation of correlation between bacteria
resistant to different antibiotics in the same STP, assessment of potential auxiliary
indicators to the occurrence of ARBs (such as Escherichia coli and total coliforms),
investigation of the influence of seasonality on the ARBs concentration, and finally,
evaluating the correlation between the ARBs concentration and the SARS-CoV-2 virus
in raw sewage. The verification of the aforementioned approaches was carried out
through non-parametric hypothesis tests, applied to data sets determined by Coelho
(2023) and Machado et al. (2023), over 14 months (2020; 2021; 2022). The data
contain the concentration of bacteria resistant to amoxicillin, azithromycin, cephalexin,
triazole (sulfamethoxazole + trimethoprim), and meropenem in the raw sewage of the
mentioned sewershed basins. The results showed no significant statistical difference
between the ARBs concentration determined in the two main sewershed basins of Belo
Horizonte, except for bacteria resistant to meropenem, an antibiotic used exclusively
in hospitals. Moreover, the results indicate no influence of seasonality on the ARBs
concentration in STPs A and B, contrary to the results obtained for STP C. Regarding
the auxiliary indicators evaluated, the results do not qualify them as capable of
depicting the dynamics of antibiotic resistance dissemination, even though correlations
do not imply causality. When analyzing the occurrence of significant correlations
between the ARBs concentration to different reference antibiotics for STPs A and B,
the organisms resistant to azithromycin were qualified as promising for the
development of a possible simplified monitoring. Furthermore, significant correlations
were detected between the concentration of SARS-CoV-2 virus in raw sewage and
azithromycin-resistant bacteria in two of the three STPs studied. It was possible to
conclude, therefore, that the dynamics of antibiotic-resistant bacteria dissemination are
complex and impacted by various variables, while the statistical analyses performed
supported the acquisition of results capable of assisting stakeholders in decisionmaking regarding the addressing of this sanitary challenge.
Assunto
Engenharia sanitária, Saneamento, Esgotos - Tratamento, Antibióticos, Bactérias, Epidemiologia, COVID-19 (Doença) - Epidemiologia
Palavras-chave
Resistência a antibióticos, Bactérias resistentes a antibióticos, Epidemiologia baseada no monitoramento dos esgotos