Lekooporność: czy stosowanie antybiotyków u zwierząt wpływa na zdrowie ludzi?

Oporność na antybiotyki to globalny kryzys zdrowia publicznego. W tej funkcji Spotlight przyglądamy się stosowaniu antybiotyków u zwierząt i jego konsekwencjom dla zdrowia ludzi, obejmując badania zaprezentowane niedawno na London Microbiome Meeting.

Zatłoczone farmy przyczyniają się do przenoszenia chorób wśród zwierząt, co z kolei sprzyja stosowaniu antybiotyków.

Oporność na antybiotyki stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego, zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i na całym świecie.

Według Centers for Disease Control and Prevention (CDC), oporność na antybiotyki jest odpowiedzialna za 25 000 zgonów rocznie w Unii Europejskiej i 23 000 zgonów rocznie w Stanach Zjednoczonych Co roku u 2 milionów osób w USA dochodzi do zakażenia lekoopornego.

Do roku 2050 niektórzy badacze przewidują, że oporność na antybiotyki będzie powodować 10 milionów zgonów rocznie, przewyższając raka jako główną przyczynę zgonów na całym świecie.

Niektóre z czynników, które doprowadziły do ​​tego kryzysu, obejmują nadmierne przepisywanie antybiotyków, złe praktyki sanitarne i higieniczne w szpitalach oraz niewystarczające testy laboratoryjne, które mogą szybko i dokładnie wykryć infekcję.

Dodatkowym czynnikiem, który może przyczyniać się do oporności na leki u ludzi, jest nadużywanie antybiotyków w rolnictwie i rolnictwie. Stosowanie antybiotyków u zwierząt może zwiększyć ryzyko przeniesienia bakterii lekoopornych na ludzi poprzez bezpośrednie zakażenie lub przenoszenie „genów odporności z rolnictwa na ludzkie patogeny” - ostrzegają naukowcy.

Jak więc obecnie stosuje się antybiotyki u zwierząt i jakie mogą być konsekwencje dla zdrowia ludzi? Podczas London Microbiome Meeting, które odbyło się w Wielkiej Brytanii, Nicola Evans - doktorant biologii strukturalnej w King’s College London - podzieliła się swoimi spostrzeżeniami na temat tych kwestii.

W swojej prezentacji Evans oparła się na pracy, którą prowadziła w parlamencie Wielkiej Brytanii, którą w całości można przeczytać tutaj. W tej funkcji Spotlight przedstawiamy najważniejsze wnioski z jej wystąpienia.

Globalne stosowanie antybiotyków u zwierząt

W skali globalnej największymi użytkownikami antybiotyków do produkcji żywności są Stany Zjednoczone i Chiny. Według Food and Drug Administration (FDA) 80% całkowitego stosowania antybiotyków w USA przypada na rolnictwo, przy czym świnie i drób otrzymują od pięciu do dziesięciu razy więcej antybiotyków niż krowy i owce.

Dlaczego jednak antybiotyki są tak szeroko stosowane u tych zwierząt? Jedna odpowiedź pochodzi z wymagań przemysłu mięsnego, który stanowi obciążenie dla zdrowia zwierząt.

Hodowla zwierząt na mięso jest szczególnie intensywnym procesem, na przykład świnie nie mają wystarczająco dużo czasu na regenerację między porodami. To osłabia ich układ odpornościowy.

Ponadto świnie i kury żyją w zamkniętych, zatłoczonych przestrzeniach, co zwiększa ich stres i ryzyko przenoszenia chorób.

Dodatkowo czasami stosuje się antybiotyki, aby zwierzęta rosły szybciej. Badania wykazały, że na ludziach antybiotyki zwiększają ryzyko przybierania na wadze i otyłości, ponieważ niszczą pożyteczne bakterie jelitowe, które pomagają regulować wagę.

Jednak u zwierząt zjawisko to jest postrzegane jako pozytywne, a kilka krajów nadal stosuje antybiotyki jako stymulatory wzrostu.

Jeszcze rok temu amerykańscy rolnicy używali antybiotyków jako stymulatorów wzrostu, ale od tego czasu praktyka ta została zakazana. Chiny i UE Evans również zakazał tej praktyki, ale wiele innych krajów nadal stosuje antybiotyki w celu promowania wzrostu zwierząt, wyjaśnił Evans.

Wreszcie profilaktyczne lub zapobiegawcze stosowanie antybiotyków również pogłębia problem. Wiele gospodarstw podaje pisklętom antybiotyki zaraz po urodzeniu, niezależnie od tego, czy są chore, czy nie.

Antybiotyki i mikrobiom zwierzęcy

Praktyki odsadzania, które mają miejsce w gospodarstwach, wpływają na mikrobiom zwierząt i stwarzają fałszywe zapotrzebowanie na antybiotyki. Jak wyjaśniła Evans w swoim przemówieniu, prosięta są odbierane matkom zbyt wcześnie - to znaczy zanim miały szansę rozwinąć silny układ odpornościowy lub zdrowy, w pełni dojrzały przewód pokarmowy.

W nowoczesnych systemach hodowlanych kurczaki rzadko mają dostęp do zewnątrz.

Na przykład prosięta odstawiłyby się w sposób naturalny w wieku około 3–4 miesięcy.

Jednak w USA prosięta odsadza się w wieku 17–28 dni.

Evans wyjaśnił, że brak dostępu do naturalnych przeciwciał obecnych w mleku matek wpływa na układ odpornościowy zwierząt. Stwierdzono również, że „nagłe” odsadzenie zwiększa ryzyko chorób przewodu pokarmowego u cieląt i jagniąt.

Z kolei choroby te wymagają stosowania antybiotyków, czasem profilaktycznie. Na przykład prosięta, cielęta i jagnięta mogą mieć biegunkę po odsadzeniu i związane z nią infekcje, więc rolnicy dają im antybiotyki, aby zapobiec takim infekcjom.

Evans wyjaśniła również w swoim przemówieniu, że mikrobiom świni „jest skolonizowany przy urodzeniu, a następnie modyfikowany w okresie ssania” i w okresie odsadzenia. W tym czasie mikrobiom jelitowy ulega zróżnicowaniu.

Jednak badania wykazały, że nagłe odsadzenie, które wiąże się z drastyczną zmianą diety i środowiska, może spowodować utratę różnorodności drobnoustrojów i brak równowagi między pożytecznymi i szkodliwymi bakteriami w jelitach.

Co więcej, badania genomu cytowane przez Evansa wykazały dramatyczny wzrost Escherichia coli w jelicie cienkim świń po podaniu antybiotyków. E coli jest odpowiedzialny za połowę wszystkich zgonów prosiąt na świecie.

Środowisko zwierzęcia również odgrywa kluczową rolę w rozwoju zróżnicowanego i zdrowego mikrobiomu. Wcześniejsze badania wykazały na przykład, że na mikrobiom świni może wpływać coś tak prostego, jak obecność słomy.

Obecność słomy w środowisku spowodowała inny stosunek bakterii jelitowych u świń, a słoma wiąże się z mniejszym ryzykiem wystąpienia zespołu rozrodczo-oddechowego świń.

Oddzielone od matki i bez dostępu na zewnątrz pisklęta nie mogą rozwinąć zdrowego układu odpornościowego i mikrobiomu.

Jak zauważyła Evans w swoim przemówieniu, intensywne praktyki hodowlane mają jeszcze większy wpływ na mikrobiom drobiu niż świni.

Główną tego przyczyną jest to, że u ptaków wczesna kolonizacja jelit następuje podczas rozwoju jaja w jajowodzie matki. Pisklęta wchłaniają mikroorganizmy od matki na tym etapie, a także przez pory jaj podczas wysiadywania.

Po wykluciu się pisklęta nadal wzbogacają swój mikrobiom poprzez ekspozycję na kał. Jednak w nowoczesnych systemach hodowli jaja są odbierane matce i czyszczone na powierzchni, co usuwa pożyteczne bakterie.

Ponadto, gdy jaja się wykluwają, pisklęta nie mają dostępu do przestrzeni na zewnątrz, gdzie miałyby dostęp do kału i innych źródeł pożytecznych bakterii. Nie wchodzą również w interakcje z dorosłymi kurczakami.

Wreszcie, zatłoczone warunki, w których często żyją kurczaki, mogą powodować stres cieplny. To z kolei jest podatnym gruntem dla rozwoju E colii Salmonella infekcje. To kolejny przykład tego, jak środowisko może wpływać na mikrobiom ptaków.

Konsekwencje dla zdrowia ludzkiego

Więc co to stosowanie antybiotyków u zwierząt oznacza dla zdrowia ludzi? Rozmawialiśmy z Evansem o potencjalnych implikacjach dla oporności na antybiotyki u ludzi.

„Najważniejszą rzeczą do rozważenia” - powiedziała - jest to kiedykolwiek antybiotyki są stosowane, zarówno u zwierząt, jak i ludzi, istnieje ryzyko wyboru bakterii lekoopornych. Musimy zabezpieczyć [antybiotyki] do stosowania zarówno u zwierząt, jak i ludzi, aby zapewnić, że będą one mogły być stosowane w leczeniu zakażeń w przyszłości ”.

Evans wyjaśnił, że istnieje kilka głównych sposobów, w jakie antybiotyki u zwierząt mogą wpływać na ludzi. Po pierwsze, bezpośredni kontakt zwierząt i ludzi może powodować choroby. „Na przykład” - powiedział naukowiec - „rolnicy są narażeni na ryzyko kolonizacji przez MRSA powiązanego z żywym inwentarzem (LA-MRSA)”.

„LA-MRSA nie jest tak niebezpieczna jak [związana ze szpitalem] -MRSA” - wyjaśniła - „ponieważ jest przystosowana do zwierząt i nie przenosi się tak łatwo z człowieka na człowieka. Jednak istnieje ryzyko, że bakterie mogą się zmienić i przystosować do ludzi, ”ostrzega Evans.

Następnie zacytowała duńskie badanie, które wykazało, że 40 procent mięsa wieprzowego sprzedawanego na rynku zawierało oporne na metycylinę Staphylococcus aureus (MRSA).

Przegląd istniejących badań nad łańcuchem produkcji wieprzowiny wykazał, że „proces uboju odgrywa decydującą rolę w przenoszeniu MRSA z pola na widelec”.

Drugim sposobem, w jaki zwierzęce stosowanie antybiotyków może wpływać na ludzi, jest spożywanie pozostałości antybiotyków w mięsie, które następnie „zapewniają presję selekcyjną na korzyść [odpornych na antybiotyki] owadów u ludzi” - wyjaśnił Evans.

Jednak „ryzyko [takiego] uważa się za bardzo niskie w UE. i Ameryce - kontynuowała.

„Na tych obszarach istnieje coś, co nazywa się okresem karencji, [w którym] leczenie zwierzęcia jest przerywane, aby antybiotyki mogły oczyścić system, zanim zwierzę zostanie poddane ubojowi na mięso lub dojenie”.

Stosowanie antybiotyków u zwierząt może wpływać na bakterie jelitowe człowieka.

Dotyczy to zarówno organicznych, jak i nieorganicznych praktyk rolniczych, zauważył Evans. Po okresie karencji powiedziała: „Uważa się, że poziomy antybiotyków w żywności są kilkaset razy niższe od poziomów, które powinny w jakikolwiek sposób wpływać na bakterie”.

Wreszcie bakterie oporne na antybiotyki obecne w mięsie mogą przenosić oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe na bakterie ludzkie. Jednak ryzyko tego jest bardzo niskie ze względu na wysokie temperatury gotowania.

Ponadto, „z powodu okresu karencji,” powiedział Evans, „jest bardzo mało prawdopodobne, aby pozostałości antybiotyków w mięsie wpływały na [ludzki] mikrobiom”.

Ogólnie rzecz biorąc, powiedział badacz Wiadomości medyczne dzisiaj, „Uważam, że każde użycie antybiotyków stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzkiego i że ograniczenie niepotrzebnego stosowania antybiotyków u zwierząt powinno być częścią ogólnego rozwiązania. „

„Antybiotyki są potrzebne […] w celu ochrony zdrowia i dobrostanu zwierząt, ale powinno się je stosować tylko wtedy, gdy zwierzęta są chore i nie są wykorzystywane do stymulatorów wzrostu lub przede wszystkim do zapobiegania chorobom zwierząt. Jednak stosowanie zwierząt nie powinno umniejszać faktu, że zdecydowana większość oporności na antybiotyki u ludzi jest spowodowana przez ich nadużywanie u ludzi ”.

„Obecne dowody wskazują, że pozostałości antybiotyków w mięsie nie mają bezpośredniego wpływu na zdrowie ludzi, ale ryzyko wytworzenia bakterii opornych na antybiotyki u zwierząt stanowi potencjalne zagrożenie dla ludzi. Jednak stosowanie antybiotyków przez ludzi jest o wiele bardziej szkodliwe z obu względów ”.

Nicola Evans