Kan brug af antibiotika i akvakultur påvirke menneskers sundhed?
Antimikrobiel resistens - som de fleste hører om som antibiotikaresistens - er en type medikamentresistens, hvor en mikroorganisme er i stand til at overleve eksponering for medicinen beregnet til at behandle den. Standardbehandlinger bliver ineffektive, og infektioner vedvarer og spredes undertiden. I akvakultur får de opdrættede fisk ofte store doser antibiotika for at beskytte dem mod sygdom, og i dag findes der mange publikationer, der undersøger antimikrobiel resistens og akvakultur. Keith Hayse-Gregson talte med Felipe Cabello fra New York Medical College - der har offentliggjort papirer på dette område - om dette emne.
Du har arbejdet inden for antimikrobiel resistens inden for akvakultur i laks. Hvordan blev du interesseret i det?
Min interesse for brugen af antimikrobielle stoffer i lakseakvakultur var resultatet af at blive opmærksom på, at industrien i Chile - den næststørste producent af opdrættede laks i verden efter Norge - bruger hundreder af metriske tons antimikrobielle stoffer hvert år, inklusive quinoloner, florfenicol og tetracykliner.
Fiskeopdræt i Chile
Brug af disse store mængder antimikrobielle stoffer i denne industri dværger deres anvendelse i humanmedicin og andre veterinære aktiviteter i Chile. Det udgør et stærkt selektivt tryk for antimikrobielle resistente bakterier og antimikrobielle resistensgener i miljøet.
Denne uagtsom brug af antimikrobielle stoffer skal rettes, og akvakulturister undervises i de potentielle problemer, denne brug har for dyre- og menneskers sundhed og for miljøet.
Kan brugen af antimikrobielle stoffer i dyrefødevareproduktion hindre behandlingen af infektioner hos mennesker?
Oprindeligt troede folk ikke, at brug af antimikrobielle stoffer i dyre fødevareproduktion kunne hindre behandlingen af infektioner hos mennesker.
Nogle bakterier er imidlertid zoonotiske. Det betyder, at de kan inficere mennesker såvel som andre dyrearter. I slutningen af 1960'erne forstod engelske forskere først, at brug af antimikrobielle stoffer i kvægproduktionen forårsagede en stigning i antimikrobiel resistent salmonella, der kunne inficere mennesker.
I mange år ønskede folk ikke at tro, at antimikrobiel resistens valgt hos dyr kunne finde vej ind i humane patogener. Med tiden er det blevet klart, at ikke kun har nogle antimikrobielle resistente humane patogener oprindelse i dyr, men også har fået deres antimikrobielle resistente gener fra dyrepatogener.
Lægemiddelresistent stafylokokkbakterie. Billedkredit: DR KARI LOUNATMAA / SCIENCE PHOTO BIBLIOTEK
F.eks. Accepteres det nu, at Staphylococcus aureus, der er resistent over for semisyntetiske penicilliner, muligvis erhvervede genet for denne resistens fra S. sciuri, et animalsk patogen. Et andet eksempel på et sådant fænomen er, at det er vist, at resistent Campylobacter, et humant patogen, stammer fra industrielt opdrættede kyllinger.
Hvad med lægemiddelresistens fra akvakultur? Fisk er ikke pattedyr, og hvordan kunne antimikrobiel resistens i vandholdige bakterier og fiskpatogener påvirke mennesker?
Det er sandt, at det i starten tilsyneladende er usandsynligt, at antimikrobiel resistente akvatiske bakterier og fiskepatogener - som findes i akvatiske miljøer og i koldblodede dyr - kan påvirke menneskelige patogener, der lever i varmblodige organismer.
Ingen tvivler på, at når antibiotika anvendes i akvakultur, har anlæggene og deres omgivelser antimikrobiel resistente bakterier og fiskepatogener valgt ved denne antibiotikabrug. Spørgsmålet er, kan dette påvirke menneskers sundhed? Mange undersøgelser har fundet, at antimikrobielle resistensgener og genetiske elementer fra bakterier i vandmiljøet kan deles af terrestriske bakterier, inklusive humane patogener.
Horisontal genoverførsel
Humane patogener, fiskepatogener og mikrobielle samfund generelt er i mere genetisk kontakt, end man engang troede. Forskere opdager, at mikrober kan dele genetisk materiale endda mellem ikke-relaterede arter ved en kaldet proces horisontal genoverførsel. Det er svært for mange mennesker at tro, at bakterier, der lever i miljøer, der er lige så forskellige som den menneskelige tarm og en fiskedam muligvis kan udveksle genetisk materiale. Realiteten er, at disse udvekslinger forekommer.
For eksempel deler en fiskepatogen, Yersinia ruckerii, lignende antimikrobielle resistensgener med bakterier, der producerer bubonepest hos mennesker. Derudover begynder nogle quinolonresistensgener at dukke op i humane patogener, der ser ud til at have oprindelse i akvatiske bakterier, såsom Shewanella, Aeromonas og Vibrio.
I modsætning til mere avancerede organismer ser det ud til, at bakterier har adgang til en mobil pool af genetisk materiale inklusive antimikrobielle resistensgener, som de deler med hinanden. Forskere finder ud af, at antimikrobiel resistens kan udvikle sig næsten overalt fra tarmen hos dyr, inklusive fisk og mennesker, til frit levende bakterier i miljøet. Få hindringer blokerer for genetisk overførsel af disse antimikrobielle resistenselementer mellem forskellige bakteriearter, især i nærværelse af miljømæssige antimikrobielle stoffer, som det er tilfældet i akvakulturfaciliteters vandmiljø.
Hvor længe fortsætter antimikrobielle stoffer i miljøet?
Antimikrobielle stoffer kan vedvare i miljøet i måneder eller år. Dette betyder, at forskere ikke har nogen måde at vide, hvornår deres selektive effekter vil blive udøvet. Et nyligt koncept kaldet, the resistome, indikerer, at antimikrobielle resistensgener er til stede i bakterier i hele biosfæren og potentielt kan finde deres vej ind i dyre- og humane patogener via mobiliteten af bakterielle gener og genetiske elementer ved horisontal genoverførsel.
Det skal bemærkes, at det vil være vanskeligt at bevise direkte, at antimikrobiel anvendelse i akvakultur direkte påvirker udseendet af antimikrobiel resistens i humane patogener, da veje til vandret genoverførsel mellem akvatiske bakterier og terrestriske bakterier er komplekse og kan involvere mange mellemliggende arter.
Disse to faktorer kan muligvis efterlade en svag spor for forskere at følge, og videnskab må aldrig afsløre rygepistolen, der forbinder antimikrobiel brug i en akvakulturfacilitet med antimikrobiel resistens i humane patogener. Imidlertid er denne forbindelse bekræftet gentagne gange for landdyr, og det kan kun være et spørgsmål om tid og kræfter, før forbindelser mellem bakterier fra akvakulturmiljøer og humane patogener er fast etableret.
Hvordan er industrien nødt til at tilpasse sig for at forhindre modstand, der opstår?
For det første kan hygiejniske forhold hos fisk forbedres ved at lagre fisk i lavere densiteter for at mindske stress og øge fiskens immunsystemstyrke. Rummet mellem bure og gårde kan også øges, så sygdomme ikke hurtigt kan sprede sig mellem bure eller faciliteter.
Vaccination af yngre fisk, før de sættes i bure, reducerer risikoen for sygdomsudbrud og reducerer antimikrobiel brug.
Til sidst kræves en god veterinær og epidemiologisk behandling af antimikrobiel brug.
Norge er et godt eksempel på en akvakulturindustri, der har reduceret antimikrobiel brug ved at forbedre akvakulturpraksis. I Norge indsamler tilsynsmyndigheder data om antimikrobiel brug og kan bruge disse data til at forudsige, hvordan og hvor sygdomme vil opstå og sprede sig og for at spore dem epidemiologisk. De er derefter i stand til at informere andre akvakulturister, så udbruddet kan være indeholdt med minimale miljømæssige og økonomiske omkostninger og uden overdreven terapeutisk og profylaktisk antimikrobiel anvendelse.