Чутливість до антимікробних препаратів мікроорганізмів, виділених від сільськогосподарських тварин і з продукції тваринництва

анотація

В даний час стійкість до антибіотиків стала актуальною проблемою для громадської охорони здоров'я більшості країн світу. Інфекції, викликані резистентними штамами Salmonella, E.coli і Campylobacter, можуть викликати у людей важкі інфекції зі смертельними наслідками. Одними з джерел таких штамів для людей є тварини і продукти тваринного походження. У багатьох країнах світу відзначено збільшення кількості резистентних штамів мікроорганізмів, виділених від тварин і з продуктів тваринного походження. Поруч міжнародних організацій (ВООЗ, МЕБ, EFSA) запропоновані рекомендації щодо раціонального застосування антибіотиків і наглядом за резистентністю з метою обмеження поширення резистентних штамів мікроорганізмів.

Починаючи з 40-х років минулого століття антимікробні препарати (АМП) активно застосовуються у ветеринарії та медицині, і з цього ж часу йде безперервний процес формування стійкості мікроорганізмів до АМП, змушуючи фармакологів створювати все нові антибіотики і класи антимікробних препаратів.

В даний час стійкість до антибіотиків стала актуальною проблемою для громадської охорони здоров'я більшості країн світу. Щорічно в країнах ЄС понад 25 тис. Осіб помирають від хвороб, обумовлених антибіотикорезистентних мікроорганізмами [22]. Одними з джерел цих штамів для людей є тварини і продукти тваринного походження.

Антибіотики застосовуються в тваринництві не тільки для лікування тварин, а й з метою профілактики та стимуляції росту, що сприяє появі стійких бактерій. Оскільки чисельність тварин перевищує чисельність людей, антибіотики застосовуються у ветеринарії у великих обсягах, ніж в медицині. Так як мікроорганізми діляться з великою швидкістю, резистентні клони можуть швидко стати домінуючими в бактеріальної популяції конкретного біотопу організму тварини, оскільки мають перевагу перед конкурентної чутливої ​​флорою. Таким чином, носіями резистентних мікроорганізмів можуть бути навіть клінічно здорові тварини, які одержували антимікробні препарати для профілактики інфекційних хвороб. Стійкі мікроорганізми можуть бути передані людям при безпосередньому контакті з тваринами, через харчові продукти і об'єкти зовнішнього середовища. Дані з країн ЄС показують, що спектр резистентності штамів сальмонел, виділених від свиней, великої рогатої худоби і курчат, схожий зі спектром стійкості у сальмонел, виділених з відповідних продуктів і від людей [13, 19]. В першу чергу це відноситься до персоналу, що працює в сільському господарстві. За даними ряду авторів, у людей, що працюють з тваринами, частіше виділяють антибіотикорезистентні мікроорганізми з носової, ротової порожнини і з вмісту кишечника [7].

Стійкість до антибіотиків може бути природною, тобто обумовленої видовими властивостями мікроорганізму (наприклад, стійкість мікоплазм і псевдомонад до β-лактамних антибіотиків або бактерій до антигрибковим препаратів [1]), і придбаної в результаті дії антимікробноїпрепарату на популяцію мікроорганізмів. Придбана резистентність виникає або в результаті мутації в хромосомної ДНК, або в результаті отримання мікробної клітиною мобільних генетичних елементів (плазмід, інтегрони) від інших бактерій (горизонтальний перенос генів).

Мобільні генетичні елементи становлять велику небезпеку, так як вони швидко передаються в популяції мікроорганізмів і можуть містити як один ген резистентності, так і декілька, що кодують стійкість до декількох препаратів одного класу (перехресна резистентність), або групи генів, що обумовлюють стійкість до окремих класів АМП ( асоційована резистентність). Мобільними генетичними елементами можуть обмінюватися мікроорганізми різних видів, наприклад, представники нормальної мікрофлори тваринного і патогенної мікрофлори.

механізми резистентності

Стійкість до антимікробних препаратів може бути обумовлена ​​різними механізмами [6]:

1. Модифікація мішені дії (наприклад, модифікація ДНК-гірази і топоізомерази перешкоджає порушення реплікації ДНК мікробної клітини хінолонові препаратами);

2. Інактивація антибіотика (розщеплення β-лактамних антибіотиків ферментами β-лактамазами);

3. Активне виведення антибіотика з мікробної клітини - Еффлюкс (виведення тетрацикліну грампозитивними і грамнегативні мікроорганізмами)

4. Порушення проникності зовнішніх структур мікробної клітини (втрата порінових каналів унеможливлює проникнення β-лактами всередину грамнегативної клітини);

5. Формування метаболічного шунта (стійкість до сульфаніламідів і ко-тримоксазолу.

Визначення чутливості мікроорганізмів до антибіотиків

В сучасних бактеріологічних лабораторіях визначення чутливості мікроорганізмів до АМП може здійснюватися автоматичним і неавтоматичним способом. У рутинної бактеріологічної практиці використовуються автоматичні прилади типу VITEK, які визначають порогові значення мінімальної інгібуючої (або переважної) концентрації АМП (МІК або МПК), щодо яких досліджувані мікроорганізми діляться на чутливі, резистентні (стійкі), або мають проміжне значення резистентності. Інтерпретація результатів залежить від критеріїв оцінки, закладених в експертну систему приладу. Існують міжнародні системи критеріїв, розроблені EUСАST (European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing) і CLSI (Clinical and Laboratory Standards Institute), які досить значно відрізняються. У дослідних лабораторіях ведеться цілеспрямований поск генетичних детермінант резистентності методом ПЛР, ПЛР в реальному часі або методом мас-спектрометрії.

β-лактамази розширеного спектру

Поширення антибіотикорезистентних штамів у тварин

Найбільше епідеміологічне значення має збільшення кількості резистентних штамів бактерій - збудників інфекційних захворювань, спільних для людей і тварин. Такими мікроорганізмами є представники родів Salmonella, Campylobacter, а також штами E.coli, що володіють різними факторами вірулентності, які обумовлюють розвиток патологічного процесу в організмі.

Зазвичай джерелами резистентних штамів Salmonella і Campylobacter є клінічно здорові тварини. Особливу заклопотаність у медичних працівників викликає все зростаюча стійкість даних мікроорганізмів до АМП класу хінолонів і цефалоспоринів, так як ці дві групи препаратів входять в складений ВООЗ список антибіотиків, що мають критичне значення для медицини.

Встановлено статистично достовірний зв'язок між антибіотикорезистентністю сальмонел і частішими і тривалими госпіталізації пацієнтів, хворих на сальмонельоз, більш тяжким перебігом захворювань і високим ризиком розвитку інвазивних форм інфекції, а також дворазовим збільшенням ризику смертельного результату протягом двох років після інфікування.

C початку 1960-х років в Європі з'явилося кілька клонів S.Typhimurium, що володіють множинною резистентністю до широкого спектру препаратів, в тому числі і до включених в список препаратів, критично важливих для медицини. Такі клони належали до певних фаговаров (29, 204, 103 і 104), часто виділяються як від тварин (в основному, серед свиней), так і від людей. Ці штами швидко поширилися серед тварин і стали причиною великої кількості захворювань людей в країнах ЄС, в тому числі і зі смертельними наслідками [16]. Зокрема, при захворюваннях, обумовлених полірезистентними штамами Salmonella Typhimurium фаговаров DT 104, стійкого до хінолонів, спостерігали невдачі лікування, більш високу частоту госпіталізації і більш високий ризик смертельного результату.

До початку 2000-х років S.Typhimurium цього фаговаров стали виділятися рідше. В даний час пробрели актуальність монофазний по Н-антигену варіант S.Typhimurium 4, [5], 12: i: -. Ця група серологічно однорідних штамів різних фаговаров (U302, DT193, DT120, DT191a і інші) з різними профілями множинної резистентності в 2006 році стала в Європі четвертої з найбільш часто зустрічаються у людей сальмонел. Джерелом цих сальмонел є найчастіше свині і продукція свинарства, рідше - інші продукти харчування тваринного походження [16, 17].

Збудники кампилобактериоза дуже легко набувають стійкості до антибіотиків. Зростання стійкості до фторхінолонів у штамів Campylobacter, виділених від людей, пов'язаний із застосуванням препаратів цього класу у тварин. У багатьох країнах кампілобактери, виділені з м'яса птахів, а також від свиней і великої рогатої худоби, були резистентний до АМП, в тому числі фторхинолонам (9, 10, 18).

У країнах, де фторхінолони заборонені до використання у сільськогосподарських тварин або застосовуються раціонально (Австралія, Данія, Норвегія), результати досліджень свідчать про низькі масштабах поширеності стійкості до фторхінолонів серед Campylobacter, хоча ці препарати застосовуються в медицині більше 20 років. У той же час в країнах, де фторхінолони у сільськогосподарських тварин активно використовуються в даний час або застосовувалися раніше (Іспанія, Китай, США), у штамів Campylobacter, виділених від сільськогосподарських тварин і людей стійкість до цих препаратів виявляється частіше [9, 10, 18 , 21].

Проведені дослідження показали, що стійкість кампілобактерій до макролідів обумовлює невдачі лікування та більш тривалий одужання, а також необхідність застосування альтернативних антибіотиків, відзначається збільшення частоти інвазивних форм і летальних випадків [10, 15].

В даний час в країнах ЄС частота стійкості до еритроміцину штамів Campylobacter jejuni, частіше виділяються від домашньої птиці, становить менше 15%. Рівень стійкості до еритроміцину у Campylobacter coli, зазвичай виділяються від свиней - 20%, в окремих країнах до 70%. Таке явище можна пояснити вибором конкретного препарату ветеринарними фахівцями в свинарських господарствах.

Штами E.coli тваринного походження, контамінірующіе харчові продукти, є потенційним джерелом генів стійкості до АМП. Колонізація організму людини стійким штамом E.coli призводить до передачі генів резистентності іншим бактеріям, в тому числі і патогенних, що призводить до більш тривалого і важкого перебігу викликаються ними хвороб.

В даний час викликає тривогу швидке поширення штамів E.coli, які продукують БЛРС, що володіють стійкістю до цефалоспоринів третього і четвертого поколінь з широким спектром антибактеріальної дії. Це особливо небезпечно в зв'язку з тим, що дані бактерії нерідко виявляють стійкість і до інших АМП першої лінії, наприклад, фторхінолонів.

В останні роки виділення штамів E.coli, які продукують БЛРС, було відзначено як при захворюваннях людей, так і від сільськогосподарських тварин, наприклад, від великої рогатої худоби та домашньої птиці, особливо, від курчат. Це дозволяє припустити, що харчові продукти і навколишнє середовище можуть стати важливими чинниками поширення цих стійких бактерій [8].

У сучасних умовах глобалізації економіки географічні кордони не можуть вплинути на поширеність резистентних до антибіотиків мікроорганізмів. Збільшення кількості стійких штамів, виділених від тварин і з продукції тваринництва, відзначені і в нашій країні. За даними лабораторії кишкових інфекцій НІІЕМ імені Пастера, частка резистентних до АМП сальмонел тваринного походження, виділених на території Ленінградської області, в даний час складає 49%, в той час як в 1986 - 1996 рр. таких штамів було близько 8% від загальної кількості. Відзначено досить висока питома вага штамів сальмонел, резистентних до β-лактамних препаратів (17,9% в 2004 - 2010рр в порівнянні з 8,8% в 1986 - 1996 рр.), Проте, β-лактамази розширеного спектру були виявлені тільки у сальмонел , виділених з імпортної продукції птахівництва, що свідчить про відносне благополуччя території Ленінградської області по циркуляції даного виду штамів. Активне застосування у ветеринарії препаратів хінолонового ряду призвело до появи резистентних штамів. В даний час до налідиксової кислоти стійко більше 42% штамів сальмонел, в той час як 20 років тому таких штамів не було [3]. Зросла кількість штамів, стійких до кількох АМП. На території Ленінградської області виділені S.Typhimurium, що мають профіль резистентності, ідентичний описаному в літературі штаму S.Typhimurium DT104, який характеризується стійкістю до хлорамфеніколу, ампіциліну, тетрацикліну, стрептоміцину і сульфаніламіди.

Штами ентеробактерій (E.coli, Proteus), а також Pseudomonas aeruginosa, виділені від тварин і з продукції тваринництва, були більш стійкі до антибактеріальних препаратів, ніж сальмонели: більше 90% володіли резистентністю до 1-9 антимікробних препаратів. До хинолонам було резистентність 62,9% штамів, причому більшість з них було стійко і до наступного покоління - фторхинолонам (енрофлоксацин). До β-лактамних препаратів було стійко 44% досліджених штамів, причому третина з цих штамів були також стійкі і до цефалоспоринів III покоління, методом подвійних дисків було підтверджено наявність у цих штамів β-лактамази розширеного спектру.

Крім того, на відміну від сальмонел, серед представників умовно-патогенної мікрофлори зустрічалися штами, стійкі до хлорамфеніколу і поліміксину [4].

Шляхи вирішення проблеми антибіотикорезистентності

Всесвітня організація охорони здоров'я приділяє велику увагу стримування поширення антибіотикорезистентних штамів мікроорганізмів з позиції безпеки харчових продуктів для населення.

Для розуміння причин виникнення і тенденцій поширення резистентності до антибіотиків необхідний моніторинг за стійкістю до антибіотиків зоонозних і сапрофітних бактерій, виділених від різних сільськогосподарських тварин і з продукції тваринництва. Такий моніторинг повинен включати безперервний збір інформації про частоту виділення резистентних штамів, її аналіз і публікацію результатів, що дозволить здійснювати нагляд за стійкістю до антибіотиків, а також дозволяє ідентифікувати специфічні випадки резистентності (як, наприклад, у S.Typhimurium DT104).

Експертами ВООЗ самостійно, а також спільно з ФАО (продовольча і сільськогосподарська організація) і ВОЗТ (всесвітня організація охорони здоров'я тварин) надано рекомендації, згідно з якими створення національних програм нагляду за застосуванням антибіотиків у сільськогосподарських тварин і стійкістю мікроорганізмів, виділених від тварин і з продукції тваринництва , має велике значення для розробки заходів національного та міжнародного масштабу, спрямованих на стримування стійкості до антибіотика .

Європейське управління з безпеки харчових продуктів (Еuropean Food Safety Authority - EFSA) підготувало рекомендації з нагляду за стійкістю до антибіотиків сальмонел і кампілобактеров [12], а також індикаторних штамів E.coli і енттерококков [11], в яких вказана необхідність скорочення невиправданого застосування антибіотиків з метою обмеження поширення резистентних мікроорганізмів.

ВООЗ дает таке визначення раціонального использование АМП: «Економічно доцільне! Застосування антімікробніх ЗАСОБІВ, Пожалуйста Забезпечує максимальну терапевтична Активність и в тій же година зводу до мінімуму токсічність препаратів и можлівість формирование стійкості» [2]. Цього можна домогтися, покращуючи санітарно-гігієнічні умови утримання тварин і при переробці продукції тваринництва, а також попереджаючи захворювання тварин, завдяки застосуванню вакцин та інших профілактичних заходів, наприклад, використання пробіотиків (корисні бактерії, що знаходяться в різних кормах), пребіотиків (Неперетравлювані корми, які сприяють розмноженню індігенних бактерій) або замісних препаратів (представники номально кишкової флори, які обмежують колонізацію кишечника деякими п тогеннимі мікроорганізмами).

Оскільки було показано, що застосування антибіотиків в якості стимуляторів росту сільськогосподарських тварин пов'язано з загрозою для здоров'я людей, з 2006 року в країнах ЄС заборонено використання будь-яких антибіотиків в цих цілях.

Політика відмови від застосування антибіотиків як стимуляторів росту не привела до зниження виробництва продукції тваринництва, але послужила причиною зменшення питомої ваги резистентних штамів (зокрема, ванкоміцин-резистентних Enterococcus faecium), в популяції мікроорганізмів як у тварин, так і у людей [14].

література

1. В.Д.Бадіков. Мікробіологічні основи антимікробної терапії інфекційних захворювань. Керівництво для лікарів. - Санкт-Петербург. - 2005. - 183с.

2. Глобальна стратегія ВООЗ щодо стримування стійкості до протимікробних препаратів »Женева, Всесвітня Організація Охорони Здоров'я, 1998. (http://www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy_Russian.pdf, станом на 22 березня 2011 року)

3. А.В.Забровская, Л.А.Кафтирева, С.А.Егорова, Л.В.Селіванова, Л.Ю.Малишева, Н.А.Антіпова, А.Н.Борісенкова, О.Б.Новікова. Стійкість до антімікрбним препаратів сальмонел, виділених від тварин і з продуктів в Ленінградській області в 2004 - 2010рр. - Міжнародний вісник ветеринарії. - №3. - 2011. - С.15 - 18

4. Забровская А.В., Кафтирева Л.А., Єгорова С.О., Селіванова Л.В., Малишева Л.Ю., Антипова Н.А., Борисенкова А.Н., Новикова О.Б. Моніторинг чутливості до антимікробних препаратів мікроорганізмів, виділених з харчових продуктів тваринного походження в 2004 - 2010 рр. - Матеріали XXXXIV наукової конференції Хлопінскіе читання «Еколого-гігієнічні і клінічні проблеми управління здоров'ям населення». - СПб. - 2011. - с.115-117

5. Методичні вказівки по визначенню чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів. Методичні вказівки МУК 4.12.1890-04. - МОЗ Росії. - Москва, 2004. -65 с.

6. Практичний посібник з антимікробної хіміотерапії .// Ред. Л.С. Страчунскій, Ю.Б.Белоусова, С.Н.Козлова. - Смоленськ: МАКМАХ, 2007. - 464с.

7. Aubry-Damon Y., Grenet K. et al. Antimicrobial Resistence in Commensal Flora of Pig Farm. - Emerging Infectious Diseases. - 2004 May; 10 (5): 8773-9

8. Collignon P. Resistant Escherichia coli - we are what we eat. - Clinical Infectious diseases. - 2009. - 49 (2): 202 - 204

9. Endtz HP et al. Quinolone resistance in campylobacter isolated isolated from man and poultry following the introduction of fluoroquinolones in veterinary medicine. - Journal of Antimicrobial Chemotherapy. - 1991. - 27 (2): 119-208

10. European Centre for Disease Prevention and Control et al. Joint opinion on antimicrobial resistance (AMR) focused on zoonotic infections. Scientific Opinion of the European Centre for Disease Prevention and Control; Scientific Opinion of the Panel on Biological Hazards; Scientific Opinion of the Scientific Committeeon Emerging and Newly Identified Health Risks. - EFSA Journal - 2009. - 7 (11): 1372 ( http://www.efsa.europa.eu/it/efsajournal/doc/1372.pdf , Accessed 21 January 2011).

11. European Food Safety Authority. Report of the Task Force of Zoonoses Data Collection including guidance for harmonized monitoring and reporting of antimicrobial resistance in commensal Escherichia coli and Enterococcus spp. from food animals. EFSA Journal. - 2008. - 141: 1 - 44 ( http://efsa.europa.eu/en/efsajournal/doc/141r.pdf , Accessed 7 February 2011)

12. European Food Safety Authority. Report of the Task Force of Zoonoses Data Collection including a proposal for harmonized monitoring scheme of antimicrobial resistance in Salmonella in fowl (Gallus gallus), turkeys and pigs and Campylobacter jejuni and C.coli in broilers. EFSA Journal. - 2007. - 96: 1-46http: //www.efsa.europa.eu/fr/efsajournal/doc/doc/96r/pdf, accessed 7 February 2011)

13. European Food Safety Authority. The Community summary report on antimicrobial resistance in zoonotic agents from animals and food in the European Union in 2004 - 2007. - EFSA Journal. - 2010. - 8 (4): 1309-1615.

14. Hammerum AM et al. Danish integrated antimicrobial resistance monitoring and research program. // Emerging Infectious Deseases. - 2007. - 13 (11): 1632-1639

15. Helms M. et al Adverse health events associated with antimicrobial drug resistance in Campylobacter species: a registry-based cohort study. - Journal of Infectious Diseases. - 2005. - 191 (7): 1050-1055

16. Hopkins KL et al. Multiresistant Salmonella enteric serovar 4: [5], 12: i: - in Europe: a new pandemic strain? Eurosurveillance 2010, 15 (22): 1-9 ( http://www.eurosurveillance.org/images/dynamic/EE/V15N22/art19580.pdf , Accessed 7 February 2010.

17. KLHopkins, E.de Pinna, J. Wain Prevalence of Salmonella enteric serovar 4, [5], 12: i: - in England and Wales 2010 org/ViewArticle/aspx?Articled=20275> http://www.eurosurviellance.org/ViewArticle/aspx?Articled=20275

18. Joint FAO / OIE / WHO Expert Workshop on Non-Human Antimicrobial Usage and Antimicrobial Resistance: scientific assessment: Geneva, 1 - 5 December 2003. Geneva, World Health Organisation, 2004 року ( http: //www.who/int/foodsafety/publications/micro/en/amr.pdf , Accessed 20 January 2011).

19. Meakins S. et al. Antimicrobial drug resistance in human non-typhoidal Salmonella isolates in Europe 2000-04: a report from the Enter-net international surveillance network. - Microbial Drug Resistance (Larchmont. NY). - 2008. - 14: 31-35

20. Mevius et al. eds MARAN 2008: Додати monitoring of antimicrobial resistance and antimicrobial usage in animals in the Netherlands in 2008. Lelystad, Veterinary Antibiotic Usage and Resistance Working Group, 2010 року (http: /www.cvi.wur.nl/NR/rdonlyres/DDA15856-1179- 4CAB-BAC6-28C4728ACA03 / 110563 / MARAN_2008_definitief_corrected.pdf, accessed 4 February 2011)

21. Panel on Biological Hazards. Scientific Opinion of the Panel on Biological Hazards on a request from the European Food Safety Authority on foodborne antimicrobial resistance as a biological hazard. - EFSA Journal. - 2008. - 765: 1 - 87

22. The bacterial challenge: time to react - a call to narrow the gap between multidrug-resistant bacteria in the EU and the development of new antibacterial agents. Stockholm, European Centre for Disease Prevention and Control 2009 ( http://ecdc.europa.eu/en/publications/Publications/0909_TER_The_Bacterial_Challenge_Time_to_React.pdf , Accessed 20 January 2011)