Resistência bacteriana em efluentes latino-americanos tratados: uma revisão sistemática

Costa, Geisa Louise Moura; Gois, Luana Leandro; Santos, Ana Beatriz Almeida; Aquino, Raquel Cintra de Almeida; Brandão, Juliana Souza; Almeida, Paulo Fernando de; Matos, Josilene Borges Torres Lima; Azevedo, Jailton

doi:10.1590/1413-81232026317.16762024

Resumo

O objetivo do artigo é investigar o perfil de resistência de bactérias isoladas a partir de efluentes tratados em estações de tratamento de esgoto latino-americanos. Esta revisão sistemática de literatura foi desenvolvida seguindo as diretrizes PRISMA. A busca foi realizada no MEDLINE/PubMed e conduzida pela estratégia PICO. Os trabalhos de corte transversal analítico incluídos foram filtrados a partir dos critérios de inclusão e exclusão e da avaliação do risco de viés, utilizando o protocolo do Joanna Briggs Institute. Os resultados foram tabulados durante a extração e análise de dados. Foram encontrados 636 artigos, dos quais 20 foram elegíveis. Os estudos demonstraram alta frequência de bactérias resistentes a antimicrobianos, sendo a maioria bastonetes Gram-negativos, em amostras de estações de tratamento. Os artigos evidenciaram a identificação de cepas coresistentes ao cloro/metais pesados e antimicrobianos. Os genes resistentes a antimicrobianos mais encontrados tiveram associação com β-lactâmicos: bla_CTX-M, bla_TEM, bla_SHV e bla_KPC. As estações podem contribuir para a difusão de bactérias e genes de resistência. Assim, é preciso desenvolver métodos novos de tratamento e ação conjunta governamental para efetivar esse combate.

Palavras-chave:
Poluição da água; Genes MDR; Resistência microbiana a medicamentos; Países emergentes; Saúde única

Abstract

This article aims to investigate the resistance profile of bacteria isolated from effluents treated in Latin American wastewater treatment plants. This systematic literature review was developed following PRISMA guidelines. The search was conducted in MEDLINE/PubMed using the PICO strategy. The included cross-sectional analytical studies were filtered according to inclusion and exclusion criteria, and bias risk was assessed using the Joanna Briggs Institute protocol. The results were tabulated during data extraction and analysis. A total of 636 articles were identified, 20 of which were eligible. The studies reported a high frequency of antimicrobial-resistant bacteria, mainly Gram-negative rods, in samples from treatment plants. The articles also noted the identification of strains co-resistant to chlorine/heavy metals and antimicrobials. The most commonly detected antimicrobial resistance genes were associated with β-lactams: bla_CTX-M, bla_TEM, bla_SHV e bla_KPC. Wastewater treatment plants may contribute to the spread of antimicrobial-resistant bacteria and antimicrobial resistance genes. Therefore, new treatment methods and joint governmental efforts are necessary to effectively tackle this issue.

Key words:
Water pollution; MDR genes; Antimicrobial resistance to drugs; Emerging countries; One health

Resumen

El objetivo de este artículo es Investigar el perfil de resistencia de bacterias aisladas de efluentes tratados en plantas de tratamiento de aguas residuales en América Latina. Esta revisión sistemática se desarrolló según las directrices PRISMA. La búsqueda se realizó en MEDLINE/PubMed con la estrategia PICO. Los estudios transversales incluidos fueron filtrados por criterios de inclusión/exclusión, y el riesgo de sesgo se evaluó con el protocolo del Instituto Joanna Briggs. Los resultados se tabularon durante la extracción y análisis de datos. Se identificaron 636 artículos, de los cuales 20 fueron elegibles. Los estudios informaron alta frecuencia de bacterias resistentes a antimicrobianos, principalmente bacilos Gram negativos, en muestras de plantas de tratamiento. También se identificaron cepas co-resistentes al cloro/metales pesados y antimicrobianos. Los genes de resistencia detectados con mayor frecuencia estuvieron asociados con β-lactámicos: blaCTX-M, blaTEM, blaSHV y blaKPC. Las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden contribuir a la propagación de bacterias y genes de resistencia antimicrobiana. Se requieren nuevos métodos de tratamiento y esfuerzos gubernamentales para abordar este problema.

Palabras-clave:
Contaminación del agua; Genes MDR; Farmacorresistencia microbiana; Países en desarrollo; Salud única

Introdução

A presença de compostos de preocupação emergentes nos corpos hídricos tem sido objeto de estudo em muitas pesquisas. Esses compostos, químicos ou biológicos, como fármacos, agrotóxicos, hormônios, antimicrobianos e genes de resistência, perturbam a homeostase ambiental em todos os graus, desde a qualidade físico-química até a saúde de humanos e animais, sendo difíceis de ser eliminados¹^,². Quase metade dos rios mundiais (43,5%) estão contaminados, e um dos responsáveis por isso é o despejo indevido de efluentes com resíduos farmacêuticos³^-⁵, a exemplo dos antimicrobianos que são usados indiscriminadamente, sobretudo em países latino-americanos nos quais a situação legislativa e fiscalizadora é negligenciada⁶.

Os antimicrobianos, uma vez presente em rios, favorecem o aumento da concentração de bactérias a eles resistentes e dos genes de resistência, compostos biológicos de difícil eliminação, pois os plasmídeos, transposons e elementos conjugativos integrados, por exemplo, podem ser transmitidos entre grupos bacterianos iguais ou diferentes⁷.

As estações de tratamento de esgoto, que recebem esgoto hospitalar, residencial, industrial e agropecuarista, possivelmente não conseguem eliminar completamente esses compostos²^,⁸. Assim, elas se tornam umas das maiores disseminadoras de bactérias e genes de resistência, viabilizando a propagação e persistência desses compostos na natureza, favorecendo surtos de doenças infecciosas em humanos e animais, além do surgimento de cepas multidroga resistentes (MDRs)¹^,⁶^,⁷^,⁹. Essa preocupação deve ser ainda maior em países emergentes, que têm desafios na implementação e na eficiência das estações de tratamento, bem como na melhoria do saneamento básico¹⁰^,¹¹.

Este artigo teve como objetivo investigar, por meio de uma revisão sistemática da literatura, o perfil de resistência de bactérias isoladas de efluentes tratados em estações de tratamento de esgoto na América Latina, avaliando o desempenho desses sistemas na eliminação de bactérias e genes de resistência e examinando sua contribuição para a disseminação desses contaminantes, à luz da abordagem one health.

Métodos

A presente revisão sistemática foi construída de acordo com as diretrizes do método Preferred Reporting Items of Systematic Reviews and Meta-Analysis (PRISMA)¹², utilizando a estratégia PICO (P - bactérias isoladas de efluentes tratados; I - tratamento de efluentes na América Latina; O - perfil de resistência das bactérias após tratamento).

A pesquisa dos resultados relevantes foi realizada por meio de buscas na base de dados Medical Literature Analysis and Retrieval System Online (MedLine/PubMed), empregando os descritores do Medical Subject Headings (MeSH), termos e palavras-chave: Bacteria; Water purification; Drug Resistance; Genes, MDR; “wastewater Treatment Plant*”; “sewage treatment plant*”; “wastewater purification”; “water treatment*”; “wastewater treatment*”; “treated effluent*; “final effluent*”; “outflow effluent*”; “downstream river*”; “multidrug* resistance”; “antibacterial drug resistance”; “multidrug resistance gene*”; “Antibiotic Resistance, Bacterial”; “antimicrobial residue*; “bacterial profile”; “Drug Resistance, Bacterial”; “Polymorphism, Single Nucleotide”. Sendo combinados os operadores booleanos AND e OR.

Para a estratégia final de busca, os descritores citados foram utilizados nas seguintes combinações: “Bacteria”[MeSH Terms] AND (“Water Purification”[MeSH Terms] OR “wastewater treatment plant*”[All Fields] OR “sewage treatment plant*”[All Fields] OR “wastewater purification”[All Fields] OR “water treatment*”[All Fields] OR “wastewater treatment*”[All Fields] OR “final effluent*”[All Fields] OR ((“outflow”[All Fields] OR “outflowing”[All Fields] OR “outflows”[All Fields]) AND “effluent*”[All Fields]) OR “downstream river*”[All Fields]) AND (“drug resistance, bacterial”[MeSH Terms] OR “multidrug resistance”[All Fields] OR “antibacterial drug resistance”[All Fields] OR “multidrug resistance gene*”[All Fields] OR “antibiotic resistance bacterial”[All Fields] OR “antimicrobial residues”[All Fields] OR “bacterial profile”[All Fields] OR “genes, mdr”[MeSH Terms] OR “drug resistance, bacterial”[MeSH Terms] OR “polymorphism, single nucleotide”[MeSH Terms]). A última busca foi feita no dia 26 de maio de 2024 e durante a seleção dos trabalhos não houve restrição por idioma ou ano de publicação.

Os estudos elegíveis foram aqueles que apresentaram comparação do perfil de resistência bacteriana entre os efluentes brutos e tratados das estações em países da América Latina. Foram excluídos trabalhos que não empreenderam testes de suscetibilidade antimicrobiana, estudos experimentais, revisões, cartas aos autores ou que não tiveram pontos amostrais em estações de tratamento. Além disso, foram excluídos estudos feitos in vivo e tendo como população de estudo plasmídeos, análise apenas de genes ou qualquer outro objeto de estudo que não fossem bactérias isoladas dos efluentes.

Com o objetivo de avaliar a qualidade dos trabalhos selecionados, foi utilizado o método de categorização e avaliação de risco de viés do protocolo desenvolvido pelo Joanna Briggs Institute¹³. O Checklist para Estudos Transversais Analíticos precisou ser adaptado, pois não foi encontrado um protocolo formal para estudos ambientais. Para isso, a análise da qualidade dos artigos teve como base a amostragem, a comparação e a análise dos dados, incluindo método de coleta de amostras, quantidade amostral e dados sobre a estação de tratamento de esgoto. Os estudos foram classificados por pontuação em baixo (8-6), médio (5-4) e alto risco de viés (3-0), com os de alto risco sendo excluídos.

Duas revisoras (GLMC e ABAS) fizeram a seleção, independentemente, de todas as referências encontradas na pesquisa no banco de dados, filtrando os possíveis estudos elegíveis e aplicando os critérios de seleção a partir da leitura dos títulos e resumos. Essa análise foi realizada utilizando o software Rayyan¹⁴. Em caso de desacordo nessa fase, a inclusão foi resolvida com outro autor (LLG).

A partir dessa pré-seleção, seguiu-se a leitura dos textos na íntegra e a aplicação dos protocolos de análise de viés e extração de dados. As informações adquiridas dos estudos incluídos foram: autor, ano, localização, desenho de estudo, descrição do efluente, material coletado, métodos de tratamento da estação, bactérias de interesse, redução de carga bacteriana, desfecho do estudo, bactérias identificadas, método de identificação dos isolados, métodos de detecção genotípica e fenotípica de resistência, genes de resistência detectados, mecanismos de resistência encontrados, perfil fenotípico das cepas e genes de resistência descritos.

Para a tabulação e análise de dados foi utilizado o Microsoft Excel. Também foram tabulados dados quantitativos a respeito das bactérias com perfil MDR.

Registro e protocolo

A presente revisão sistemática foi cadastrada no dia 26 de julho de 2024 no site International Prospective Register of Systematic Reviews (PROPERO), sob o número de registro 523388.

Resultados

O resultado inicial obtido no banco de dados PubMed foi de 636 artigos únicos. Desses trabalhos, 581 foram removidos por serem de países de fora da América Latina ou pela natureza (revisão de literatura), restando 55 artigos para a triagem. Após essa fase, restaram 24 potencialmente elegíveis, cujos textos foram lidos na íntegra. Quatro trabalhos não cumpriram os critérios de inclusão, restando 20 artigos elegíveis e incluídos nesta revisão (Figura 1).

Figura 1
Fluxograma de seleção dos artigos elegíveis.

Os estudos foram conduzidos entre 2008 e 2024, em três países. De 20 artigos, o Brasil foi o país com maior quantidade de trabalhos publicados (17/20), restando duas pesquisas conduzidas na Colômbia e outra no México (Figura 2). Todos os artigos incluídos eram estudos observacionais de corte transversal analítico. Sobre a avaliação da qualidade dos artigos, quatro foram categorizados com médio risco de viés e 16 com baixo risco de viés (Tabela 1).

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Quadro 1
Dados coletados dos artigos selecionados.

Figura 2
Países da América Latina e quantidade de estudos encontrados em cada local.

O perfil de bactérias resistentes foi investigado principalmente em amostras de efluentes de estações de tratamento de esgoto de origem unicamente hospitalar (9/20) ou municipal (10/20), que reúne efluentes de hospitais, residências, indústrias e agropecuária. Apenas um artigo analisou amostras de estação de tratamento universitário (Tabela 1). Além da análise de amostras coletadas nas estações de tratamento de esgoto (16/20), quatro artigos analisaram também a água do rio em um local de despejo do efluente tratado pela estação. Entre esses artigos, apenas um investigou amostras de solo e de plantas nativas.

Os métodos de tratamento de esgoto, nos artigos que citaram essa informação, foram em sua maioria técnicas de tratamento secundário (10/20), sendo o lodo ativado o mais frequente (Tabela 1). Apenas em cinco artigos as estações de tratamento investigadas realizavam tratamento terciário e sete não fizeram menção ou descrição do procedimento de depuração efetuado.

O filo bacteriano Proteobacteria foi o mais encontrado nos efluentes tratados (17/20), principalmente as espécies de Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli, Enterobacter spp. e Aeromonas spp. Bactérias pertencentes ao filo Firmicutes também foram relatadas, incluindo Enterococcus spp. (2/20) e Bacillus spp. (1/20). Entre os isolados encontrados, a maioria incluía cepas resistentes e MDRs (18/20), com frequência de resistência variando entre 41% e 100%. Apenas dois artigos não identificaram cepas multidroga resistentes em quantidade significativa (Tabela 2).

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Quadro 2
Métodos de identificação de bactérias resistentes aos antimicrobianos e genes de resistência encontrados em efluentes tratados em estações de tratamento de esgoto (ETE).

A maior frequência de isolados bacterianos encontrados pelos artigos eram resistentes aos antimicrobianos da classe das cefalosporinas (9) e penicilinas (9), seguidos de carbapenêmicos (5), quinolonas (3), fenicóis (3), monobactâmicos (3), aminoglicosídeos (2), sulfonamidas (2), tetraciclinas (1), nitrofurano (1), fosfomicina (1), macrolídeos (1) (Tabela 2). Entre essas classes, os isolados eram resistentes principalmente a ampicilina, aztreonam, amoxicilina e cloranfenicol (Tabela 2).

Oito artigos, apenas, fizeram análise de número mais provável ou contagem de bactérias heterotróficas para comparar a quantidade de bactérias no efluente bruto e tratado, possibilitando avaliar a eficiência das estações de tratamento de esgoto. Em dois artigos os autores consideraram que o tratamento dos efluentes foi eficiente, havendo redução da quantidade de isolados resistentes nos efluentes tratados em comparação com os efluentes brutos. Nesse sentido, a eficácia do tratamento nas estações não foi adequada na maioria dos estudos (18/20) (Tabela 2).

Os métodos de identificação de espécies bacterianas variaram desde técnicas clássicas, como provas bioquímicas (11/20), a técnicas de biologia molecular (16/20), como a reação em cadeia da polimerase (PCR). Quatro trabalhos fizeram a identificação exclusivamente por provas bioquímicas (Tabela 2). As técnicas de avaliação da suscetibilidade aos antimicrobianos foram realizadas pela detecção da concentração mínima inibitória (5/20) e pelos halos de inibição por disco-difusão (11/20). Três trabalhos fizeram uso de ambas as técnicas (Tabela 2).

Os genes de resistência à classe de β-lactâmicos foram os mais encontrados (12/20), destes, os mais frequentes foram o bla _CTX-M (9) e o bla _TEM (7). Contudo, os genes dos isolados resistentes a quinolonas, sulfonamidas, tetraciclinas, macrolídeos, vancomicina e aminoglicosídeos também foram retratados. Apenas um trabalho buscou avaliar a resistência dos isolados ao cloro. O perfil dos genes de resistência, associados aos diferentes mecanismos de resistência antimicrobiana, foi determinado predominantemente por métodos de detecção molecular (14/20), enquanto alguns trabalhos empregaram apenas métodos fenotípicos (Tabela 2).

Discussão

A maioria das bactérias encontradas pelos artigos incluídos foram bastonetes Gram-negativos. As espécies de Enterobacterales foram as mais frequentes, seguidas dos gêneros pertencentes a outros grupos, como Pseudomonas, Enterococcus e Bacillus. A maior parte das pesquisas incluídas descreveu como alvo de suas investigações o grupo de bastonetes Gram-nagativos, considerados microrganismos de controle prioritário pela OMS¹⁵. As enterobactérias predominantemente descritas estão presentes em esgotos porque colonizam o trato gastrointestinal de humanos e outros mamíferos. Além disso, são agentes frequentes de infecções em diversos sítios anatômicos e podem carregar e transferir genes resistentes para outras bactérias⁹^,¹¹^,¹⁶^,¹⁷. Devido à importância médica, os resultados focaram os bastonetes Gram-negativos, apesar de representarem apenas parte da composição bacteriana do ecossistema aquático¹⁸.

A Escherichia coli é frequentemente identificada em estudos em ambientes poluídos com matéria orgânica por ter fácil cultivo e por ser bioindicador de contaminação fecal recente⁶^,⁹^,¹¹^,¹⁶^,¹⁸^-²⁰. Outros pesquisadores relatam que essa espécie apresenta cepas comensais e compõe um percentual da comunidade bacteriana em ecossistemas aquático, o que indica que ela não é a melhor representante para a composição bacteriana ambiental⁶^,²¹^-²⁵ e que sua ausência não deve prognosticar inexistência de contaminação por outras bactérias patogênicas⁹^,²⁴.

Nesse cenário, pode-se utilizar Pseudomonas spp. como alternativa para estudos de eficiência das estações de tratamento, pois esse gênero é comum em ecossistemas aquáticos, sobrevive em ambientes poluídos utilizando compostos recalcitrantes como fonte de carbono²⁶^,²⁷ e tem células viáveis após o tratamento do esgoto hospitalar, tornando-se uma das fontes de genes de resistência nos efluentes tratados¹⁷.

O gênero Bacillus, foco de um estudo²⁸, é potencial reservatório e transmissor de genes para outras espécies em estações de tratamento, sobretudo as que recebem efluentes de diversas origens, pois esporulam e são resistentes a biocidas²⁹. Esse gênero, assim como Aeromonas spp., que pode ter perfil de resistência intrínseca a alguns antimicrobianos, são potenciais reservatórios de genes de resistência⁶^,¹⁸^,²³^-²⁵^,²⁸^,³⁰.

Os métodos de identificação dos isolados variaram entre técnicas clássicas e moleculares. Ambos os métodos têm vantagens e desvantagens²². As provas bioquímicas e outras técnicas clássicas são importantes para identificar microrganismos a priori, enquanto as moleculares detectam células não cultiváveis e permitem estudar comunidades bacterianas de forma rápida e menos laboriosa³⁰^-³². Idealmente, o uso conjunto das técnicas apresenta resultados mais confiáveis²⁴^,³⁰^,³³.

A revisão evidenciou a identificação de bactérias resistentes e/ou multidroga resistentes em mais de 40% dos efluentes tratados, principalmente aos β-lactâmicos. Das cepas resistentes, incluem-se aquelas que constam na lista da OMS, priorizando sua redução no ambiente devido à elevada resistência ¹⁵.

Relacionado ao gênero Enterococcus, apenas a espécie E. faecium vancomicina-resistente é considerada um patógeno prioritário, entre os demais do gênero, sendo descrito em um dos trabalhos analisados¹⁵. Nesta pesquisa, constatou-se que a vancomicina foi o antimicrobiano com maior frequência entre as cepas resistentes tanto no efluente bruto quanto no tratado. E dos oito isolados com o gene vanA, obtidos a partir do efluente tratado, cinco vieram do efluente tratado e três do efluente em processo intermediário de tratamento³¹. Desses oito isolados, apenas metade tinha o gene vanA. O resultado dos falsos positivos para vancomicina neste estudo pode ser explicado pela presença do gene vanM. Esses mesmos autores também encontraram associação entre os genes resistentes à vancomicina e os genes de resistência aos aminoglicosídeos³¹. Esses achados sugerem falhas no tratamento dos efluentes nas estações de tratamento de esgoto, contribuindo como fonte de disseminação de bactérias resistentes para o ambiente também entre Gram-positivos. Apenas dois artigos incluídos se contrapõem a isso, revelando redução na carga bacteriana de bactérias resistentes e multidroga resistentes após tratamento⁶^,³⁴, possivelmente devido aos distintos protocolos de delineamento amostral, de análise e de coleta³².

O uso exacerbado de antibióticos β-lactâmicos, macrolídeos, quinolonas e sulfonamidas no Brasil¹⁸, principalmente da amoxicilina, que é encontrada facilmente nas residências⁶^,¹⁰, pode favorecer contaminações de efluentes e consequentemente do ambiente, aumentando a quantidade de antimicrobianos, bactérias e genes resistentes. Esse processo ocorre não apenas devido ao uso indiscriminado de antibióticos em humanos e animais, como na criação do gado, mas também pelo despejo de desinfetantes e metais pesados em efluentes, o que pode contribuir para a resistência aos antimicrobianos e pressionar seletivamente as bactérias a ponto de apresentarem co-resistência²¹^,²²^,²⁴^,²⁵^,²⁸^,³¹^,³⁵. Embora o foco dos estudos tenha sido os efluentes hospitalares, não se deve anular a relevância dos esgotos domésticos na emissão de bactérias resistentes no ambiente, incluindo desinfetantes²³. Isso pode ser confirmado em um estudo que descreveu alta prevalência de bactérias ampicilina-resistentes, além de resistência a sulfadiazina, amoxicilina, estreptomicina e eritromicina, em efluentes tratados de múltiplas origens¹⁸.

Os dados da OMS sobre o consumo de antimicrobianos no México¹⁰ não estão disponíveis, mas na Costa Rica, um país também da América Central, foi observada alta taxa de consumo de penicilinas e outros β-lactâmicos¹⁹. Igualmente, não estão disponíveis essas informações sobre a Colômbia. Entre os países latino-americanos, como Bolívia, Peru e Paraguai, a OMS destaca que o consumo de antibióticos é semelhante ao do Brasil¹⁰. Ressalta-se que, segundo estudo recente na Colômbia, o consumo de β-lactâmicos tornou-se endêmico no país¹¹.

Os genes mais encontrados (bla _CTX-M , bla _TEM , bla _SHV ) foram relacionados à produção de β-lactamases de espectro estendido (ESBL)³⁶. Esses genes estão espalhados principalmente em rios, esgotos e amostras de pacientes hospitalizados de países emergentes e são indicativos da presença de outros genes de resistência, por isso o grande interesse em procurá-los nos isolados dos efluentes brutos e tratados⁶^,¹⁶^,¹⁷^,³⁰^,³². A prevalência de bla _CTX-M , bla _TEM e bla _SHV pode variar de acordo com os locais, mas permanecem como os mais frequentes⁶^,¹⁸^,²⁰^,³⁰.

No Brasil, os mais prevalentes são os genes bla _CTX-M-15 , bla _CTX-M-2 e _blaCTX-M-8 . Outros genes do grupo bla _CTX-M apresentam associação com genes de resistência a aminoglicosídeos, tetraciclinas, sulfonamidas, quinolonas e outros genes da própria classe ESBLs, como o bla _TEM ⁶^,²⁰^,²²^,³⁰. Estudiosos²⁰ relatam ainda que os genes bla _CTX-M estão presentes em lodos, esgotos, carne de frango e rações animais. Eles podem ser encontrados também em bastonetes Gram-negativos ambientais como a Aeromonas caviae ³⁰.

Pesquisadores encontraram elevada frequência do gene bla _TEM em bastonetes Gram-negativos, assim como do elemento genético móvel intI1 ¹⁸ . O gene bla _TEM se destaca por ser um indicador de contaminação por bactérias resistentes antropogênicas. O estudo ainda descreve a ocorrência de sul1, um gene geralmente carregado por esse elemento genético, e tetA em mais de 63% dos isolados¹⁰^,¹⁸.

Outro gene pertencente aos ESBLs é o bla _GES . Esse gene, dentre os artigos incluídos, foi encontrado apenas no estudo desenvolvido por Conte et al.³⁰, no Paraná, Brasil. Ele é descrito como um gene que também pode produzir carbapenemase.

Na Colômbia foram encontrados genes do grupo bla _CTM-X em bastonetes Gram-negativos, sobretudo em E. coli, que apresenta cepas com todos os genes ESBLs pesquisados. Essa espécie exibe a plasticidade genética e potencial de mediação da transferência desses genes a outros organismos¹¹.

Houve um único estudo que pesquisou e encontrou o gene bla _SPM em isolados de P. aeruginosa ¹⁷. Esse gene pertence à classe metallo-β-lactamase, pois possui um íon metálico que auxilia na hidrólise do anel β-lactâmico dos antibióticos. Ele foi o genótipo encontrado em isolados da espécie em São Paulo, Brasil, sendo uma preocupação para as unidades de saúde por disseminar a resistência aos carbapenêmicos³⁷.

O AmpC β-lactamase se dissemina rapidamente entre bactérias, porém é pouco estudado, não é tão encontrado quanto os genes β-lactâmicos e não tem padrão ouro para a sua detecção²². Em estudo colombiano, o gene AmpC β-lactamase estava em menor frequência se comparado aos demais¹⁶. Esse gene é responsável por hidrolisar β-lactâmicos e cefalosporinas³⁸.

No Brasil, encontrou-se uma maior frequência de K. pneumoniae portando o gene bla _KPC em efluentes brutos e tratados⁶^,²⁵. Contudo, outros também podem ter o gene bla _KPC ⁶^,²⁵. Ele pode ser encontrado junto a outros genes, como bla _TEM e bla _SHV , inclusive um dos isolados tinha todos esses genes concomitantemente⁶. Porém, na Colômbia, isolados de K. pneumoniae não apresentaram o gene bla _TEM ¹⁶. O bla _KPC também foi identificado em isolados de P. aeruginosa a partir de efluentes brutos e tratados e de etapas de tratamento da estação.

O gene bla _NDM , assim como o bla _KPC , são produtores de carbapenemases e precisam ser monitorados por serem considerados críticos¹⁵. No estudo de Pereira et al. ²⁵ foi observado uma alta frequência (10,7%) desses genes em efluentes brutos e tratados, perdendo apenas para bla _KPC (27,2%). Em investigação feita em estações de tratamento na Colômbia, genes de carbapemase foram relatados isolados e combinados (bla _NDM , bla _VIM ), exceto bla _KPC , que foram descritos em menor frequência.

O gene aac(6’)-Iβ-cr teve frequência em espécies de Proteus mirabillis, associadas também ao gene qnrS, de resistência às quinolonas, encontrado em número maior de vezes, com baixa diversidade mas associados a doenças humanas e veterinárias⁹. Nesse estudo, as enterobactérias foram as mais resistentes às fluoroquinolonas. Essa associação foi também encontrada em Aeromonas spp., sendo mais prevalente em efluentes hospitalares³⁰.

Houve trabalhos em que não foram encontrados os genes de resistência, mas sim fenótipos de resistência. Isso pode ser explicado pelos mecanismos de bomba de efluxo modificados por ação de desinfetantes como os compostos de amônio quaternário (QACs), ratificando a importância da realização dos testes clássicos de sensibilidade aos antimicrobianos⁶^,³².

Na América Latina, o saneamento básico é deficitário e poucos recursos estatais são destinados para desenvolver e implementar políticas de inspeção, como as estações de tratamento em hospitais, favorecendo a contaminação de efluentes e o contato humano e animal com patógenos, tornando-os hospedeiros e/ou carreadores de agentes infecciosos¹¹^,¹⁹^,²². Em 2017, países da América Central e do Sul demonstraram necessidade de fiscalização e de orientação para os profissionais de saúde sobre o uso consciente dos antimicrobianos, a fim de evitar prescrições equivocadas e desnecessárias¹⁰, pois a legislação ambiental nesses países é majoritariamente flexível e pouco fiscalizada, possibilitando a venda e uso indiscriminado dos fármacos⁶^,²³^,³⁰.

O cenário socioeconômico dos países latino-americanos se reflete nas condições de saúde e infraestrutura. Cientes disso, os países buscam mudar essa realidade³⁹. Pobreza, dificuldade de acesso à saúde, falta de água e de tratamento de esgoto adequado, urbanização acelerada e mal planejada, são alguns dos motivos que influenciam o cenário epidemiológico e o aumento de resistência aos antimicrobianos e de mortes, sobretudo de recém-nascidos³⁹^-⁴¹. O Brasil busca se adequar às orientações da OMS para o controle das emissões de genes de resistência³⁰, contudo, muitas estações recebem efluentes de variadas origens²⁰ e cerca de 50% dos municípios brasileiros despeja efluentes sem tratamento de volta à natureza, contrariando a exigência de tratamento dos efluentes hospitalares pelo próprio hospital⁶. Ressaltamos que, na maioria dos estudos incluídos, foram encontrados bactérias e genes resistentes em efluentes não tratados de origem hospitalar.

Nesta revisão, notou-se como limitação a pouca produção científica encontrada nos países da América Latina, excluindo o Brasil, o que inviabiliza a comparação sobre os métodos de análise, os microrganismos pesquisados e os perfis de resistência deles. Os fatores econômicos, legislativos e políticos, combinados, podem ser os motivos para a baixa diversidade na origem dos artigos. Além disso, houve dificuldade de comparar os resultados diante da variação entre os métodos utilizados pelos artigos, bem como pela análise, em alguns artigos, de amostras pouco representativas e incapazes de revelar a realidade da contaminação dos ambientes hídricos. Essas variedades implicam possíveis vieses de comparação. Apesar de os parâmetros físico-químicos terem influência sobre a comunidade bacteriana, poucos autores fizeram uma discussão relacionando esses parâmetros com os isolados encontrados e o perfil de resistência²⁴^,²⁹. O desenvolvimento de um protocolo padronizado para ser aplicado em estações de tratamento de esgoto, a fim de verificar o perfil bacteriano e suas características de resistência em efluentes brutos e tratados, não apenas quantificando coliformes totais e termotolerantes, como comumente é realizado, pode ser fundamental para o monitoramento mais adequado da disseminação de bactérias e genes de resistência nos ambientes.

Os estudos incluídos reforçam que as estações, mesmo após tratamento secundário, como o uso do lodo ativado, precisam de pós-tratamentos (tratamento terciário), como a cloração e a luz ultravioleta, para reduzir a carga de compostos de preocupação emergente no ambiente⁶^,¹¹^,¹⁸^,²¹^,²³^,²⁸^,³⁰. Esses métodos de descontaminação tendem a ser eficazes, mas essas técnicas podem pressionar seletivamente as bactérias, favorecendo a disseminação e persistência de agentes resistentes no ambiente¹⁸^,²⁰^,²⁴^,²⁵^,²⁸^,²⁹^,³², além de haver casos de crescimento bacteriano após cloração¹⁷. Torna-se, assim, urgente desenvolver novas tecnologias para eliminar definitivamente bactérias e genes de resistência nas estações.

Conclusão

Conclui-se que os principais lançadores de antimicrobianos no ambiente são os hospitais e que as estações de tratamento de esgoto contribuem para a difusão de bactérias e genes de resistência. Percebe-se que a falta de investimentos financeiro e tecnológico, a falta de capacitação de recursos humanos, a insuficiência da legislação e de fiscalização quanto ao uso de antimicrobianos são responsáveis pelo aumento da quantidade de bactérias e genes de resistência disseminados, principalmente nos esgotos que são lançados em corpos hídricos.

Esta revisão evidenciou a relação contundente entre o saneamento básico precário, a prevalência de genes ESBLs em esgotos e o uso indiscriminado de β-lactâmicos em hospitais e residências, que lançam bactérias patogênicas causadoras de infecções bacterianas graves, portando genes resistentes, o que também favorece a transferência genética para outras espécies. Ness contexto, a abordagem one health é essencial para investigar e controlar bactérias e genes de resistência que afetam o equilíbrio ambiental por meio da contaminação primária dos ecossistemas aquáticos, atingindo o solo, vegetais, animais e humanos.

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As fontes de dados utilizados na pesquisa estão indicadas no corpo do artigo.

Editores-chefes:
Maria Cecília de Souza Minayo, Romeu Gomes, Antônio Augusto Moura da Silva, Vania de Matos Fonseca

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Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
03 Ago 2026
Data do Fascículo
Jul 2026

Histórico

Recebido
20 Set 2024
Aceito
09 Abr 2025
Publicado
11 Abr 2025

Este é um artigo publicado em acesso aberto sob uma licença Creative Commons

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[28] ²⁸ Paes FA, Hissa DC, Angelim AL, Pinto NW, Grangeiro TB, Melo VMM. Diversity of a chlorine-resistant Bacillus population isolated from a wastewater treatment station. Water Environ Res 2012; 84(3):224-231.

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[40] ⁴⁰ Kakaraskoska BB, Vilken T, Xavier BB, Kostyanev T, Lin Q, Lammens C, Ellis S, O'Brien S, Costa RMA, Cook A, Russell N, Bielicki J, Riddell A, Stohr W, Walker AS, Berezin EN, Roilides E, De Luca M, Romani L, Ballot D, Dramowski A, Wadula J, Lochindarat S, Boonkasidecha S, Namiiro F, Ngoc HTB, Tran MD, Cressey TR, Preedisripipat K, Berkley JA, Musyimi R, Zarras C, Nana T, Whitelaw A, Silva CB, Jaglal P, Ssengooba W, Saha SK, Islam MS, Mussi-Pinhata MM, Carvalheiro CG, Piddock LJV, Heath PT, Malhotra-Kumar S, Sharland M, Glupczynski Y, Goossens H. Assessment of three antibiotic combination regimens against gram-negative bacteria causing neonatal sepsis in low- and middle-income countries. Nat Commun 2024; 15(1):48296.

[41] ⁴¹ Global Burden of Disease (GBD). Global burden of bacterial antimicrobial resistance 1990-2021: a systematic analysis with forecasts to 2050. Lancet 2024; 404(10459):e1-e28.

Autores, ano e local	Origem do efluente	Método de tratamento da ETE	Bactérias de investigadas	Redução de carga bacteriana	Desfecho do estudo	Risco de viés*
Prado et al. (2008); Brasil, Rio de Janeiro	Hospitalar	Reator anaeróbio de fluxo ascendente (UASB)	ESBL-positiva e MDR	Não reduziu o esperado, de acordo com análises de NMP e TSA	Isolados com resistência a antibióticos mesmo durante e após tratamento da água	Baixo viés
Chagas et al. (2011); Rio de Janeiro, Brasil	Hospitalar	Processo estendido de aeração de lodo ativado com retenção hidráulica	ESBL-positiva e MDR	Houve reduzida concentração de bactérias fecais de acordo com o NMP	Os efluentes apresentam bactérias resistentes a antibióticos mesmo após tratamento na ETE	Baixo viés
Paes et al. (2012); Forteleza, Brasil	Universitário	ND	Cloro-resistentes	ND	O tratamento convencional com cloro não foi suficiente para combater os patógenos resistentes e com potencial biotecnológico	Médio viés
Santoro et al. (2012); Rio de Janeiro, Brasil	Hospitalar	Processo estendido de aeração de lodo ativado com retenção hidráulica e pós-tratamento com cloração	ARB e MDR	ND	Presença de bactérias resistentes a aztreonam mesmo após tratamento na ETE	Baixo viés
Picão et al. (2013); São Paulo, Brasil	Hospitalar	ND	KPC-resistentes e ARB	ND	A ETE não apresentou tratamento para combater a disseminação de isolados KPC resistentes	Baixo viés
Santoro et al. (2015); Rio de Janeiro, Brasil	Hospitalar	Processo estendido de aeração de lodo ativado com pós-tratamento (cloração)	MDR	ND	Bactérias resistentes viáveis mesmo após o tratamento terciário/pós-tratamento	Baixo viés
Miranda et al. (2015); Rio de Janeiro, Brasil	Hospitalar	Tanque de aeração, tanque de clarificação e pós-tratamento com cloração	ESBL-positiva, KPC resistente e MDR/XDR	ND	Identificação de isolados MDR e XDR nos corpos hídricos.	Baixo viés
Rosas et al. (2015); Xochimilco, México	Municipal; efluentes residenciais sem tratamento e canos de esgoto de efluente que são liberados no lago	ND	ARB e MDR	Houve aumento da carga bacteriana, de acordo com análises de NMP e TSA	A ETE contribuiu significativamente para o lançamento de coliformes fecais e os isolados mais resistentes foram os da ETE	Baixo viés
Magalhães et al. (2016); Manaus, Brasil	Hospitalar	ND	MDR	ND	A ETE liberou isolados MDR para o rio e cepas de vantagem seletiva podem persistir no ambiente	Baixo viés
Conte et al. (2017); Curitiba, Brasil	Hospitalar, residencial, industrial e municipal e possível impacto causado por efluente de origem animal	ND	MDR, ESBL-positiva e quinolona-resistentes	ND	Presença de cepas ARGs β-lactamase e quinolona-resistentes após tratamento de efluente e pós-tratamento	Baixo viés
Paiva et al. (2017); Belo Horizonte, Brasil	Municipal	Lodo ativado convencional	Quinolona-resistentes	ND	Isolados clínicos com genes associados à resistência às quinolonas aumentam o resistoma ambiental entre não- e ETB.	Médio viés
Oliveira et al. (2018); Divinópolis, Brasil	Municipal e residencial e possível impacto causado por efluente hospitalar despejado na rede de esgoto	Lodo ativado convencional	AmpC β-lactamase-positivo e MDR	Redução de carga bacteriana segundo contagem de bactérias	No efluente tratado não houve isolados MDR e a quantidade foi menor	Médio viés
Aristizábal-Hoyos et al. (2019); Antioquia, Colômbia	Municipal; efluentes residenciais sem tratamento e canos de esgoto de efluentes despejados no lago	Lodo ativado convencional com retenção hidráulica	ESBL-positiva e MDR	Redução de carga bacteriana segundo contagem de bactérias	A ETE realiza pressão seletiva no desenvolvimento e disseminação de ARGs β-lactamases	Baixo viés
Zagui et al. (2020); Ribeirão Petro, Brasil	Hospitalar e municipal	Lodo ativado convencional	ESBL- e CARP- positiva e MDR	ND	O efluente hospitalar rico de bactérias MDR carregando ARGs e despejado na ETE	Baixo viés
Conte et al. (2020); Curitiba, Brasil	Hospitalar e Municipal	ND	ESBL-positiva e quinolona- e aminoglicosídeo-resistentes	ND	A baixa eficácia da ETE associada com as atividades antrópicas multifatoriais	Baixo viés
Farias et al. (2022); Rio de Janeiro e Brasília, Brasil	Industrial, hospitalar, residencial e municipal	ND	MDR, XDR e vancomicina-resistentes	ND	Os efluentes apresentam isolados MDRs, com genes associados a cepas clínicas, mesmo em efluente tratado	Baixo viés
Pereira et al. (2022); Brasília, Brasil	Municipal e recebe efluentes de agricultura e hospital	Diversos tratamentos secundários e terciários	KPC resistentes e/ou NDM^j-resistentes	Houve redução na quantidade de bactérias KPC-NDM após tratamento terciário	Em ETEs com tratamento terciário, há a disseminação de BGNs com ARG	Baixo viés
Aristizábal-Hoyos et al. (2023); Antioquia, Caldas e Nariño, Colômbia	Hospitalar	Lodo ativado (apenas no terceiro ponto de coleta)	CARP- e ESBL-positiva	Redução não-significativa segundo contagem de colônias	Alta frequência e diversidade de ARGs e MDRs	Baixo viés
Machado et al. (2023); Minas Gerais, Brasil	Hospitalar, industrial e doméstico	Lodo ativado convencional, UASB, lodo ativado modificado com pós-tratamento com UV	MDR; ESBL-positivas, fluoroquinolona-, sulfonamida-, tetraciclina-, macrolídeo-resistentes	Houve redução na média de contagem de colônias ARBs	ETEs reduziram a carga bacteriana, porém favoreceram a seleção de ARBs e as disseminam no ambiente aquático, principalmente após uso de desinfecção UV	Baixo viés
Canan-Rochenbach et al. (2024); Itajaí, Brasil	Hospitalar	Tanque séptico e filtro aeróbico com retenção hidráulica	ARB e MDR	Não houve a redução bacteriana significativa segundo o NMP	O método de tratamento do hospital não foi eficiente e a ETE pode ser um local de disseminação de patógenos resistentes	Médio viés

Autores, ano	Isolados	Identificação	Detecção de resistência		ARG detectados	Mecanismo de resistência	AMBs alvos de resistência	Frequência
Autores, ano	Isolados	Identificação	Fenótipo	Genótipo				ARB (N)	MDR (N)
Prado et al. (2008)	Klebsiella pneumoniae	Cultura, provas bioquímicas	Disco-difusão, disco combinado	ND	ND	ESBL	CAZ, FEP, CIP e CHL	18/43	13/43
Chagas et al. (2011)	BGNs	Cultura, membrana filtrante, provas bioquímicas, PCR metagenômico	Disco-difusão, teste de sinergia duplo-disco	PCR	bla _TEM , bla _SHV , bla _CTX-M	ESBL	CFL	221/ 221	97/97
Paes et al. (2012)	Bacillus spp.	Cultura, provas bioquímicas, sequenciamento	Disco-difusão	ND	ND	Cloro-resistente	AMX	6/12	ND
Santoro et al. (2012)	Pseudomonas aeruginosa	Cultura, provas bioquímicas, PCR	Disco-difusão	ND	ND	ND	ATM	13/22	5/22*
Picão et al. (2013)	Aceromonas spp., ETB	Cultura, MALDI-TOF, PCR	Disco-difusão e CIM em diluição em ágar	Sequenciamento	bla _KPC-2	CARP	CFS 3ªG, FOX, CARB	18/39	18/39
Santoro et al. (2015)	Pseudomonas aeruginosa	Cultura, provas bioquímicas, PCR, sequenciamento	Disco-difusão	ND	ND	ND	ATM, TIC+CLA, FEP	18/22	4/22
Miranda et al. (2015)	Pseudomonas aeruginosa	Membrana filtrante, VITEK® 2, ERIC-PCR, MLST	Disco-difusão e fita de β-lactamase	PCR	bla _TEM , bla _SHV , bla _CTX-M-1 , bla _VIM , bla _SPM , bla _KPC	ESBL, MBL, CARP	CARB, FOS, TIC+CLA, CRO, ATM, CTX	29/35	29/35
Rosas et al. (2015)	Escherichia coli, Enterococcus faecalis	NMP, cultura, VITEK, membrana filtrante	VITEK®, disco-difusão e CIM em caldo	PCR	catI	Cloranfenicol-acetiltranferase	TET, AMP e CHL	120/ 200	120/ 200
Magalhães et al. (2016)	Pseudomonas spp.	Membrana filtrante, cultura, provas bioquímicas, PFGE	Disco-difusão	ND	ND	MDR	AMP e AMK	8/8	8/8
Oliveira et al. (2018)	Pseudomonas aeruginosa	Cultura, provas bioquímicas	Disco-difusão e teste de antagonismo	PCR	bla _AmpC	AmpC β-lactamase	CARB	1/4	0/4
Conte et al. (2017)	Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae	Membrana filtrante, cultura, MALDI- TOF, ERIC- PCR	Disco-difusão, teste de disco combinado e CIM em diluição em ágar	VITEK®-2, PCR, sequenciamento	β-lactamase genes, gyrA, PMQR genes	ESBL, quinolona	CTX, CAZ	26/27	26/27
Paiva et al. (2017)	Não- e ETB	Cultura, VITEK® 2	CIM	PCR, sequenciamento	qnrS e aac(6’)-Ib-cr	Quinolona e aminoglicosídeo-resistente	CIP e NOR	47/70	47/70
Aristizábal-Hoyos et al. (2019)	ETB, E. coli	Cultura, teste oxidase, PCR, MSLT	CIM em VITEK® 2	PCR multiplex	bla _TEM , bla _SHV , bla _{CTX-M-8/25 grupo} , AmpC β-lactamase variantes	ESBL, AmpC β-lactamase	AMP+SB, PIP/TAZ, CRO	17/24	17/24
Zagui et al. (2020)	BGNs	Cultura, provas bioquímicas	Disco-difusão, teste de sinergia disco-duplo, teste de disco combinado e teste de azul carba	PCR	bla _TEM , bla _SHV , bla _CTX-M-1 , bla _CTX-M-8 , bla _KPC	ESBL, CARP	AMX, ATM, FOX, ERT	4/5	0/5
Conte et al. (2020)	Aeromonas spp.	Membrana filtrante, cultura, provas bioquímicas, VITEK® 2, MALDI- TOF, ERIC- PCR	CIM em ágar diluição, teste de sinergia duplo-disco	PCR	bla _TEM , bla _CTM-X-grupo , bla _GES-grupo , qnrS, aac(6’)-Ib-cr	ESBL, quinolonas e aminoglicosídeos	GEN e CIP	8/8	ND
Farias et al. (2022)	Enterococcus faecium	Membrana filtrante, cultura, VITEK®	VITEK® 2	PCR, sequenciamento, MLST	vanA, vanHAX, aph(3’)-IIIa, ant(6’)-Ia e ermB	Vancomicina-resistente	VAN, LEX, NIT, ERY	12/29	8/8
Pereira et al. (2022); Brasília, Brasil	BGNs	Cultura, VITEK® MS	ND	PCR, PCR multiplex	bla _KPC , bla _NDM , bla _IMP , bla _OXA-48	CARP	CARB	26/ 88*	ND
Aristizábal-Hoyos et al. (2023)	BGNs	Cultura, VITEK® 2	CIM em VITEK® 2	PCR multiplex	bla _TEM , bla _SHV , bla _CTX-M-grupo , bla _KPC , bla _NDM , bla _VIM	ESBL, CARP	ND	56/ 60*	17/60
Machado et al. (2023)	ETB	Cultura, ARDRA	Disco-difusão	PCR, MRS	bla _TEM , tetA, sul1, ermB, qnrB, intI1	ESBL, tetraciclina-, sulfonamida-, microlídeo-, quinolonas-resistentes,	AMP, AMX, TET, SXT+TMP, TMP	33/33	21/33
Canan-Rochenbach et al. (2024)	Não- e ETB	Cultura, provas bioquímicas	Disco-difusão	ND	ND	ND	CFL, SXT, CHL	49/49	44/49