Läkemedelsresistens: Påverkar antibiotikaanvändning hos djur människors hälsa?
Antibiotikaresistens är en global folkhälsokris. I den här Spotlight-funktionen tittar vi på användningen av antibiotika hos djur och dess konsekvenser för människors hälsa, som täcker forskning som nyligen presenterades vid mötet i Microbiome i London.
Antibiotikaresistens utgör ett allvarligt hot mot folkhälsan, både i USA och globalt.
Enligt Centers for Disease Control and Prevention (CDC) är antibiotikaresistens ansvarig för 25 000 årliga dödsfall i Europeiska unionen och 23 000 årliga dödsfall i USA. Så många som 2 miljoner amerikanska individer utvecklar en läkemedelsresistent infektion varje år.
År 2050 förutspår vissa forskare att antibiotikaresistens kommer att orsaka 10 miljoner dödsfall varje år, vilket överträffar cancer som den främsta dödsorsaken världen över.
Några av de faktorer som har lett till denna kris inkluderar överskrivning av antibiotika, dålig sanitet och hygien på sjukhus och otillräckliga laboratorietester som kan upptäcka en infektion snabbt och exakt.
En ytterligare faktor som kan bidra till läkemedelsresistens hos människor är överanvändning av antibiotika inom jordbruk och jordbruk. Att använda antibiotika hos djur kan öka risken för att överföra läkemedelsresistenta bakterier till människor antingen genom direkt infektion eller genom att överföra ”resistensgener från jordbruket till mänskliga patogener”, varnar forskare.
Så, hur används antibiotika för närvarande hos djur, och vad kan konsekvenserna för människors hälsa ha? Vid Microbiome-mötet i London, som ägde rum i Storbritannien, delade Nicola Evans - en doktorsexamen i strukturbiologi vid King's College London - några av hennes insikter i dessa frågor.
I sin presentation hämtade sig Evans från det arbete hon utförde vid det brittiska parlamentet, som kan läsas i sin helhet här. I denna Spotlight-funktion rapporterar vi om de viktigaste resultaten från hennes föredrag.
Global användning av antibiotika hos djur
Globalt är USA och Kina de största användarna av antibiotika för livsmedelsproduktion. Enligt Food and Drug Administration (FDA) är 80 procent av den totala användningen av antibiotika i USA inom jordbruket, där grisar och fjäderfä får fem till tio gånger mer antibiotika än kor och får.
Varför används antibiotika dock så mycket i dessa djur? Ett svar kommer från köttindustrins krav som belastar djurens hälsa.
Att odla djur för kött är en särskilt intensiv process, till exempel med svinsugor som inte får tillräckligt med tid för att återhämta sig mellan födslarna. Detta äventyrar deras immunförsvar.
Grisar och kycklingar lever också i trånga, trånga utrymmen, vilket ökar deras stress och risken för sjukdomsöverföring.
Dessutom används ibland antibiotika för att få djuren att växa snabbare. Hos människor har studier visat att antibiotika ökar risken för viktökning och fetma, eftersom de utplånar nyttiga tarmbakterier som hjälper till att reglera vikten.
Hos djur har detta fenomen emellertid ses som ett positivt, med flera länder som fortfarande använder antibiotika som tillväxtfrämjande medel.
Fram till för ett år sedan använde amerikanska jordbrukare antibiotika som tillväxtfrämjande medel, men praxis har sedan dess förbjudits. Kina och E.U. har också förbjudit denna praxis, men många andra länder fortsätter att använda antibiotika för att främja tillväxt hos djur, förklarade Evans.
Slutligen bidrar den profylaktiska eller förebyggande användningen av antibiotika också till problemet. Många gårdar ger kycklingar antibiotika så snart de föds, oavsett om de är sjuka eller inte.
Antibiotika och djurens mikrobiom
Avvänjningsmetoderna som äger rum på gårdar påverkar djurens mikrobiom och skapar ett falskt behov av antibiotika. Som Evans förklarade i sitt tal tas smågrisar bort från sina mödrar för tidigt - det vill säga innan de har haft en chans att utveckla ett starkt immunförsvar eller ett hälsosamt, helt moget mag-tarmkanal.
Till exempel skulle smågrisar naturligt avvanda när de är omkring 3–4 månaders ålder.
I USA avvanda dock smågrisar när de är 17–28 dagar gamla.
Evans förklarade att att inte ha tillgång till de naturliga antikropparna i mammans mjölk påverkar djurens immunsystem. En "abrupt" avvänjning har också visat sig öka risken för mag-tarmsjukdom hos kalvar och lamm.
I sin tur kräver dessa sjukdomar användning av antibiotika, ibland profylaktiskt. Till exempel kan smågrisar, kalvar och lamm ha diarré efter avvänjning och tillhörande infektioner, så jordbrukare ger dem antibiotika för att förhindra sådana infektioner.
Evans förklarade också i sitt föredrag, att en gris mikrobiom "koloniseras vid födseln och därefter modifieras under amningstiden" och avvänjningsperioden. Under denna tid diversifierar tarmmikrobiomet.
Forskning har dock visat att plötslig avvänjning, som innebär en drastisk förändring av kost och miljö, kan orsaka en förlust av mikrobiell mångfald och en obalans mellan fördelaktiga och skadliga bakterier i tarmen.
Dessutom har genomstudier som citerats av Evans funnit en dramatisk ökning av Escherichia coli i grisarnas tunntarm efter att ha fått antibiotika. E coli ansvarar för hälften av alla smågrisdöd i hela världen.
Ett djurs miljö spelar också en avgörande roll för att utveckla en mångsidig och hälsosam mikrobiom. Tidigare studier visade till exempel att en gris mikrobiom kan påverkas av något så enkelt som närvaron av halm.
Att ha halm i miljön ledde till ett annat förhållande mellan tarmbakterier hos grisar, och halm har förknippats med en lägre risk att utveckla svin reproduktivt och andningssyndrom.
Som Evans noterade i sitt föredrag påverkas fjäderfämikrobiomet ännu mer av intensiva jordbruksmetoder än grisen.
Den främsta anledningen till detta är att hos fåglar sker tidig tarmkolonisering under utvecklingen av ägget i moderns äggledare. Kycklingarna absorberar mikroorganismer från modern i detta skede, såväl som genom äggens porer under grubblingen.
När kycklingarna har kläckts fortsätter de att berika sin mikrobiom genom exponering för avföring. Men i moderna jordbrukssystem tas äggen från modern och rengörs på ytan, vilket tar bort de välgörande bakterierna.
När äggen kläcker får inte kycklingarna tillgång till ett utomhusutrymme där de skulle ha tillgång till avföring och andra källor till nyttiga bakterier. De interagerar inte heller med vuxna kycklingar.
Slutligen kan de trånga förhållandena som kycklingar ofta lever i orsaka värmestress. Detta är i sin tur en bördig mark för utvecklingen av E colioch Salmonella infektioner. Detta är ännu ett exempel på hur miljön kan påverka fåglarnas mikrobiom.
Konsekvenser för människors hälsa
Så vad betyder denna användning av antibiotika hos djur för människors hälsa? Vi pratade med Evans om de potentiella konsekvenserna för antibiotikaresistens hos människor.
”Det viktigaste att tänka på,” sa hon, “är det varje gång antibiotika används, vare sig det gäller djur eller människor, riskerar du att välja läkemedelsresistenta bakterier. Vi måste skydda [antibiotika] för användning hos både djur och människor, för att säkerställa att de kan användas för behandling av infektion i framtiden. ”
Det finns några huvudsakliga sätt på vilka antibiotika hos djur kan påverka människor, förklarade Evans. För det första kan direktkontakt mellan djur och människor orsaka sjukdom. "Till exempel," sa forskaren, "riskerar jordbrukare att bli koloniserade av Livsmedelsassocierade MRSA (LA-MRSA)."
”LA-MRSA är inte lika farligt som [Hospital-Associated] -MRSA,” förklarade hon, ”eftersom det är anpassat för djur och inte sprids lika lätt från person till person. Det finns dock en risk att bakterier kan förändras och anpassas till människor, ”varnade Evans.
Hon citerade vidare en dansk studie som visade att 40 procent av kommersiellt sålt fläskkött innehöll meticillinresistent Staphylococcus aureus (MRSA).
En granskning av befintliga studier om produktion av köttskött visade att "slaktprocessen spelar en avgörande roll för MRSA-överföring från gård till gaffel."
Ett andra sätt på vilket antibiotikaanvändning hos djur kan påverka människor är genom konsumtion av antibiotikarester i kött, som sedan "ger ett urvalstryck till förmån för [antibiotikaresistenta] buggar hos människor", förklarade Evans.
Men "risken [för] detta anses vara mycket låg i E.U. och Amerika, fortsatte hon.
"I dessa områden finns det något som kallas en tillbakadragningsperiod, [där] antibiotikabehandling av ett djur stoppas så att antibiotika kan rensa systemet innan djuret avlivas för kött eller mjölkas."
Detta gäller både ekologiska och icke-organiska jordbruksmetoder, noterade Evans. Efter uttagsperioden sa hon, "[t] han nivåerna av antibiotika i maten anses vara flera hundra gånger under de nivåer [som] bör påverka bakterier på något sätt."
Slutligen kan de antibiotikaresistenta bakterier som finns i kött överföra antimikrobiell resistens till humana bakterier. Risken för att detta inträffar är dock mycket låg på grund av höga tillagningstemperaturer.
Dessutom, ”på grund av tillbakadragningsperioden”, säger Evans, “är det mycket osannolikt att rester av antibiotika i kött skulle påverka [mänskligt] mikrobiom.”
Sammantaget berättade forskaren Medicinska nyheter idag, ”Jag tror att all användning av antibiotika utgör en risk för människors hälsa, och att minska onödig antibiotikaanvändning hos djur bör vara en del av den totala lösningen. “
”Antibiotika är behövs [...] för att skydda djurhälsa och välbefinnande, men bör endast användas när djuren är sjuka och inte används för tillväxtfrämjare eller för att förhindra att djur blir sjuka i första hand. Djurbruk bör emellertid inte försämra det faktum att den stora majoriteten av antibiotikaresistens hos människor orsakas av överanvändning hos människor. ”
”[C] urint bevis tyder på att det inte finns någon direkt inverkan av rester av antibiotika i kött på människors hälsa, men risken att generera antibiotikaresistenta bakterier hos djur utgör en potentiell risk för människor. Men mänsklig antibiotikaanvändning är mycket mer skadlig i båda avseenden. ”
Nicola Evans
