Odolnosť voči liekom: Ovplyvňuje používanie antibiotík u zvierat zdravie ľudí?
Antibiotická rezistencia je globálna kríza verejného zdravia. V tejto funkcii Spotlight sa zaoberáme používaním antibiotík u zvierat a jeho dôsledkami pre ľudské zdravie. Zahŕňame výskum, ktorý bol nedávno predstavený na londýnskom stretnutí mikrobiómov.
Antibiotická rezistencia predstavuje vážnu hrozbu pre verejné zdravie v Spojených štátoch aj na celom svete.
Podľa Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC) je rezistencia na antibiotiká zodpovedná za 25 000 úmrtí ročne v Európskej únii a 23 000 úmrtí ročne v USA. Až u 2 miliónov amerických jedincov sa každý rok vyskytne infekcia rezistentná na lieky.
Do roku 2050 niektorí vedci predpovedajú, že rezistencia na antibiotiká spôsobí každý rok 10 miliónov úmrtí, čím prekoná rakovinu ako hlavnú príčinu úmrtnosti na celom svete.
Medzi faktory, ktoré viedli k tejto kríze, patrí nadmerný predpis antibiotík, nesprávna hygiena a hygiena v nemocniciach a nedostatočné laboratórne testy na rýchle a presné zistenie infekcie.
Ďalším faktorom, ktorý môže prispieť k rezistencii na lieky u ľudí, je nadmerné užívanie antibiotík v poľnohospodárstve a poľnohospodárstve. Používanie antibiotík u zvierat môže zvýšiť riziko prenosu baktérií rezistentných na lieky na človeka buď priamou infekciou, alebo prenosom „génov rezistencie z poľnohospodárstva na ľudské patogény“, upozorňujú vedci.
Ako sa teda v súčasnosti používajú antibiotiká u zvierat a aké môžu mať dôsledky na ľudské zdravie? Na London Microbiome Meeting, ktorá sa konala vo Veľkej Británii, sa Nicola Evans, doktorandka v odbore štrukturálnej biológie na King’s College v Londýne, podelila o svoje postrehy o týchto otázkach.
Evans vo svojej prezentácii čerpala z práce, ktorú viedla v parlamente Spojeného kráľovstva, a ktorú si môžete prečítať tu. V tejto funkcii Spotlight informujeme o kľúčových zisteniach z jej prednesu.
Globálne používanie antibiotík u zvierat
V globálnom meradle sú USA a Čína najväčšími užívateľmi antibiotík na výrobu potravín. Podľa Úradu pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) je 80 percent celkového užívania antibiotík v USA v poľnohospodárstve, pričom ošípané a hydina dostávajú päťkrát až desaťkrát viac antibiotík ako kravy a ovce.
Prečo sa však antibiotiká u týchto zvierat používajú tak často? Jedna odpoveď pochádza z požiadaviek mäsového priemyslu, ktorý kladie dôraz na zdravie zvierat.
Chov mäsa je obzvlášť intenzívny proces, napríklad prasacie prasnice nedostávajú dostatok času na zotavenie medzi pôrodmi. To ohrozuje ich imunitný systém.
Ošípané a kurčatá tiež žijú v obmedzených a preplnených priestoroch, čo zvyšuje ich stres a riziko prenosu chorôb.
Na urýchlenie rastu zvierat sa niekedy navyše používajú antibiotiká. Štúdie na ľuďoch preukázali, že antibiotiká zvyšujú riziko priberania na váhe a obezity, pretože likvidujú prospešné črevné baktérie, ktoré pomáhajú regulovať hmotnosť.
U zvierat sa však tento jav hodnotí pozitívne, pretože niekoľko krajín stále používa antibiotiká ako stimulátory rastu.
Ešte pred rokom užívali americkí farmári antibiotiká ako látky podporujúce rast, tento postup je však odvtedy zakázaný. Čína a E.U. tiež zakázali tento postup, ale mnoho ďalších krajín naďalej používa antibiotiká na podporu rastu zvierat, vysvetlil Evans.
Nakoniec sa k problému pridáva aj profylaktické alebo preventívne užívanie antibiotík. Mnoho fariem dáva kurčatám antibiotiká hneď po narodení bez ohľadu na to, či sú alebo nie sú choré.
Antibiotiká a živočíšny mikrobióm
Postupy odstavenia, ktoré sa uskutočňujú na farmách, ovplyvňujú mikrobióm zvierat a vytvárajú falošnú potrebu antibiotík. Ako vysvetlila Evans vo svojej prednáške, prasiatkam sú matky odoberané príliš skoro - to znamená skôr, ako mali šancu vyvinúť silný imunitný systém alebo zdravý, úplne vyzretý gastrointestinálny trakt.
Napríklad prasiatka by sa prirodzene odstavili, keď by mali byť okolo 3-4 mesiacov.
V USA sa však prasiatka odstavujú, keď majú 17 - 28 dní.
Evans vysvetlil, že prístup k prírodným protilátkam prítomným v materskom mlieku nemá vplyv na imunitný systém zvierat. Zistilo sa tiež, že „náhle“ odstavenie zvyšuje riziko gastrointestinálnych ochorení u teliat a jahniat.
Tieto choroby zase vyžadujú použitie antibiotík, niekedy aj profylakticky. Napríklad prasiatka, teľatá a jahňatá môžu mať hnačky po odstavení a súvisiace infekcie, preto im poľnohospodári podávajú antibiotiká, aby takýmto infekciám zabránili.
Evans vo svojej prednáške tiež vysvetlila, že mikrobióm ošípaných „je kolonizovaný pri narodení a následne upravovaný počas obdobia dojčenia“ a počas odstavenia. Počas tejto doby sa črevný mikrobióm diverzifikuje.
Výskum však ukázal, že náhle odstavenie, ktoré zahŕňa drastickú zmenu stravovania a životného prostredia, môže spôsobiť stratu mikrobiálnej rozmanitosti a nerovnováhu medzi prospešnými a škodlivými baktériami v čreve.
Ďalej, genómové štúdie citované Evansom zistili dramatický nárast v Escherichia coli v tenkých črevách ošípaných po podaní antibiotík. E. coli je zodpovedný za polovicu všetkých úmrtí prasiatok na celom svete.
Pri vývoji rozmanitého a zdravého mikrobiómu zohráva rozhodujúcu úlohu aj prostredie zvieraťa. Minulé štúdie napríklad zistili, že mikrobióm ošípaných môže byť ovplyvnený niečím tak jednoduchým, ako je prítomnosť slamy.
To, že má slama v prostredí, viedlo k odlišnému pomeru črevných baktérií u ošípaných. Slama sa spájala s nižším rizikom vzniku reprodukčného a dýchacieho syndrómu ošípaných.
Ako Evans poznamenala vo svojom vystúpení, hydinový mikrobióm je ešte viac ovplyvnený intenzívnymi poľnohospodárskymi postupmi ako prasací.
Hlavným dôvodom je to, že u vtákov dochádza k skorej črevnej kolonizácii počas vývoja vajíčka v materskom vajcovode. Mláďatá v tomto štádiu absorbujú mikroorganizmy z matky, ako aj cez póry vajíčok počas plodenia.
Po vyliahnutí kurčiat pokračujú v obohacovaní svojho mikrobiómu vystavením výkalom. V moderných poľnohospodárskych systémoch sa však vajcia odoberajú matke a čistia sa na povrchu, čím sa odstránia užitočné baktérie.
Keď sa vajcia vyliahnu, kurčatá tiež nedostanú prístup do vonkajšieho priestoru, kde by mali prístup k výkalom a iným zdrojom prospešných baktérií. Taktiež neinteragujú s dospelými kurčatami.
Napokon preplnené podmienky, v ktorých kurčatá často žijú, môžu spôsobiť tepelný stres. To je zase úrodná pôda pre rozvoj E. colia Salmonella infekcie. Toto je ďalší príklad toho, ako môže prostredie ovplyvňovať mikrobióm vtákov.
Dôsledky pre ľudské zdravie
Čo teda znamená toto použitie antibiotík u zvierat pre ľudské zdravie? Hovorili sme s Evansom o možných dôsledkoch na rezistenciu na antibiotiká u ľudí.
„Najdôležitejšie je zvážiť,“ povedala, „je to kedykoľvek antibiotiká, či už u zvierat alebo u ľudí, riskujete výber baktérií rezistentných na lieky. Musíme zabezpečiť [antibiotiká] na použitie u zvierat i ľudí, aby sme zabezpečili, že sa budú môcť v budúcnosti používať na liečbu infekcií. “
Existuje niekoľko hlavných spôsobov, ako môžu antibiotiká u zvierat pôsobiť na človeka, vysvetlil Evans. Po prvé, priamy kontakt medzi zvieratami a ľuďmi môže spôsobiť ochorenie. „Napríklad,“ uviedol výskumník, „poľnohospodári sú vystavení riziku kolonizácie organizáciou MRSA (LA-MRSA) spojenou s chovom dobytka.“
„LA-MRSA nie je taká nebezpečná ako [Hospital-Associated] -MRSA,“ vysvetlila, „pretože je prispôsobená pre zvieratá a nešíri sa tak ľahko z človeka na človeka. Existuje však riziko, že baktérie by sa mohli meniť a adaptovať na človeka, “upozornil Evans.
Ďalej citovala dánsku štúdiu, ktorá zistila, že 40 percent komerčne predávaného bravčového mäsa obsahuje rezistentné na meticilín. Staphylococcus aureus (MRSA).
Preskúmanie existujúcich štúdií o reťazci výroby bravčového mäsa zistilo, že „proces zabitia hrá rozhodujúcu úlohu pri prenose MRSA z farmy na vidličku.“
Druhým spôsobom, ako môže použitie zvieracích antibiotík pôsobiť na človeka, je konzumácia zvyškov antibiotík v mäse, ktoré potom „vytvára selekčný tlak v prospech [antibioticky rezistentných] chrobákov u ľudí,“ vysvetlil Evans.
„Riziko [toho] sa však považuje za veľmi nízke v Európskej únii. a Amerika, “pokračovala.
"V týchto oblastiach sa nazýva ochranná lehota, v ktorej je zastavená antibiotická liečba zvieraťa, aby antibiotiká mohli vyčistiť systém skôr, ako bude zviera utratené za mäso alebo podojené."
To platí pre postupy ekologického aj neorganického poľnohospodárstva, poznamenal Evans. Po ochrannej lehote povedala: „Hladiny antibiotika v potravinách sa považujú za stokrát nižšie ako hladiny, ktoré by mali akýmkoľvek spôsobom pôsobiť na baktérie.“
A nakoniec, baktérie rezistentné na antibiotiká prítomné v mäse môžu prenášať antimikrobiálnu rezistenciu na ľudské baktérie. Riziko tohto výskytu je však veľmi nízke z dôvodu vysokých teplôt varenia.
Evans tiež uviedol, že „z dôvodu ochrannej lehoty“ je veľmi nepravdepodobné, že by zvyšky antibiotík v mäse ovplyvňovali [ľudský] mikrobióm. “
Celkovo to povedal výskumník Lekárske správy dnes„Myslím si, že každé užívanie antibiotík predstavuje riziko pre zdravie ľudí a že zníženie zbytočného používania antibiotík u zvierat by malo byť súčasťou celkového riešenia. „
"Antibiotiká." sú potrebné [...] na zabezpečenie zdravia a dobrých životných podmienok zvierat, ale mali by sa používať iba vtedy, keď sú zvieratá choré a nepoužívajú sa na podporu rastu alebo na prevenciu chorých zvierat. Používanie zvierat by však nemalo mať vplyv na skutočnosť, že prevažná väčšina rezistencie na antibiotiká u ľudí je spôsobená ich nadmerným používaním. ““
„[C] urgentné dôkazy naznačujú, že neexistuje žiadny priamy vplyv zvyškov antibiotík v mäse na ľudské zdravie, ale riziko tvorby baktérií rezistentných na antibiotiká u zvierat predstavuje potenciálne riziko pre ľudí. Užívanie antibiotík u ľudí je však v oboch ohľadoch oveľa škodlivejšie. “
Nicola Evans
