مقاومت آنتیبیوتیکی در باکتریها: تأثیر منابع غذایی حیوانی بر سلامت انسان
آنتیبیوتیک ها و استفاده گسترده از آنها در پزشکی، دامپزشکی و کشاورزی به منظور درمان عفونتها و افزایش تولیدات دامی، در طول سالها اهمیت زیادی پیدا کرده است. اما مصرف بیرویه و نادرست این داروها، باعث بروز یکی از چالشهای بزرگ به نام مقاومت آنتیبیوتیکی شده است. این مقاومت به معنی توانایی باکتریها در مقابله با اثرات کشنده آنتیبیوتیکهاست و تهدیدی جدی برای سلامت انسانها و حیوانات به شمار میآید.
تاثیر مصرف بی رویه آنتی بیوتیک ها بر کاهش کارآیی این داروها
سازمان جهانی بهداشت هشدار داده است که مصرف بی رویه از آنتیبیوتیکها میتواند منجر به گسترش مقاومت و کاهش کارایی این داروها شود. با اینکه باکتریها به طور طبیعی توانایی سازگاری با شرایط سخت را دارند، پیشبینی میشد که مقاومت به آنتیبیوتیکها به تدریج و در طول زمان طولانیتر شکل بگیرد. اما مطالعات نشان دادهاند که این مقاومت به سرعت و در زمان کوتاهی پس از شروع استفاده گسترده از آنتیبیوتیکها بروز کرده است.
برای مثال، در سال 1948، مشخص شد که باکتریهای استافیلوکوکوس اورئوس در بیمارستانهای بریتانیا به پنیسیلین مقاوم هستند و همینطور مقاومت به استرپتومایسین در مایکوباکتریوم توبرکلوزیس نیز به زودی مشاهده شد. در دهه 1950، مقاومت آنتیبیوتیکی در باکتریهایی مانند Escherichia coli و Shigella spp تأیید شد و در دهه 1960 باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیکهای بیشتری مانند MRSA و VRE شناسایی شدند.
نقش آنتیبیوتیکها در صنعت دامداری
در صنعت دامداری، آنتیبیوتیکها برای درمان و پیشگیری از بیماریها و همچنین افزایش سرعت رشد دامها استفاده میشوند. انتخاب مناسبترین آنتیبیوتیک نیازمند آزمونهای حساسیت است تا بتوان بر اساس شرایط مختلف، بهترین گزینه را انتخاب کرد. با این حال، در عمل معمولاً برای جلوگیری از گسترش بیماری، تمام دامها حتی در صورت بروز علائم در تعداد محدودی از آنها، تحت درمان با آنتیبیوتیک قرار میگیرند. این روش به نام متافیلکسیس شناخته میشود و شامل تجویز دوزهای بالای آنتیبیوتیک برای مدت کوتاهی است.
استفاده از آنتیبیوتیکها برای پیشگیری به صورت طولانیمدت و کمدوز از طریق خوراک یا آب آشامیدنی نیز رایج است. این روش به مدت چندین هفته ادامه مییابد و در این مدت، دامها ممکن است هیچگونه علائم بیماری را نشان ندهند، اما همچنان خطر ابتلا به عفونت وجود دارد. این روش پیشگیری ممکن است باعث ایجاد مقاومت در باکتریها شود و به همین دلیل مدیریت صحیح و نظارت بر مصرف آنتیبیوتیکها در دامداری ضروری است.
مزایا و معایب مصرف آنتی بیوتیک ها بعنوان محرک رشد
محققان در دهه 1940 و 1950 دریافتند که دوزهای کم و زیردرمانی از پنیسیلین و تتراسایکلین میتواند به افزایش وزن دامها کمک کند. با وجود تأثیر مثبت این محرکها بر رشد، نگرانیهای مربوط به افزایش مقاومت آنتیبیوتیکی منجر به محدودیتهای زیادی در استفاده از این مواد در بسیاری از کشورها شده است.
اتحادیه اروپا به عنوان پیشگام در ممنوعیت استفاده از این محرکها در خوراک دام عمل کرده است، اما هنوز در برخی مناطق دیگر استفاده از آنها ادامه دارد. هرچند مکانیسم دقیق عملکرد محرکهای رشد آنتیبیوتیکی به طور کامل شناخته نشده است، به نظر می رسد که این داروها بر فلور میکروبی روده، سیستم ایمنی و متابولیسم میزبان تاثیر می گذارند.
استفاده از دوزهای زیردرمانی این داروها ممکن است خطر ظهور و گسترش مقاومت آنتیبیوتیکی را افزایش دهد و تمام جمعیت باکتریایی هدف را از بین نبرد. در سالهای اخیر، نهادهای نظارتی مانند سازمان غذا و داروی آمریکا اقدامات جدی برای محدود کردن استفاده از آنتیبیوتیکها به عنوان محرک رشد انجام دادهاند.
چه آنتی بیوتیک هایی در دامداری و آبزی پروری استفاده می شود و چرا؟
علی رغم تلاش های گسترده جهانی برای کاهش مصرف آنتیبیوتیکها در دامداری، همچنان آمارها نشان میدهند که مصرف این داروها در ایالات متحده رو به افزایش است و همچنین و در اتحادیه اروپا حدود ۴ درصد افزایش یافته است.
پرورش گاو
گاوها در میان دامهای اهلی، بالاترین میزان مصرف آنتیبیوتیکها را دارند. بیماریهایی مانند پنومونی، اسهال و تب ناشی از جابجایی، دامداران را مجبور میکند که از انواع مختلف آنتیبیوتیکها مثل تتراسایکلینها، ماکرولیدها و سفالوسپورینها استفاده کنند. انتخاب مناسب آنتیبیوتیک بستگی به نوع بیماری، شدت علائم و میزان مقاومت میکروبی دارد.
با وجود تمامی تلاشها برای کاهش مصرف آنتیبیوتیکها، این داروها همچنان برای درمان بیماریهایی مانند آبسه کبد و عفونتهای تنفسی به صورت خوراکی به دامها داده میشوند. برای درمان ورم پستان، که بیماری شایعی در گاوهای شیری است، معمولاً از آنتیبیوتیکهای طیف باریک استفاده میشود تا مقاومت میکروبی کاهش یافته و اثربخشی درمان افزایش یابد. در اینجا، آنتیبیوتیکهایی مانند بتالاکتامها و پنیسیلینها برای مقابله با استرپتوکوکها و استافیلوکوکها به کار میروند. همچنین، برای پیشگیری از شیوع ورم پستان در دوره خشکیدگی، گاهی از آنتیبیوتیکهای داخل پستانی در کل گله استفاده میشود.
پرورش طیور
در صنعت طیور، معمولاً آنتیبیوتیکها از طریق آب آشامیدنی به پرندگان داده میشود. در گذشته، این داروها به خوراک طیور نیز اضافه میشدند تا رشد پرندگان را افزایش دهند. گروههای مختلف آنتیبیوتیکی که در صنعت طیور استفاده میشود شامل پنیسیلینها، کینولونها، تتراسایکلینها، ماکرولیدها، آمینوگلیکوزیدها، سولفونامیدها، پلیمیکسینها و تیامولین هستند. در ایالات متحده، استفاده از فلوئوروکینولونها در طیور ممنوع شده است.
پرورش گوسفند و بز
برای گوسفندها و بزها، آنتیبیوتیکهای معمول شامل آموکسیسیلین، آمپیسیلین، سفتیوفور، ترکیب آموکسیسیلین/کلاولانیک اسید، انروفلوکساسین، اریترومایسین، لینکوزامید، اکسیتتراسایکلین، سولفونامیدها، پنیسیلین G، ترکیب تریمتوپریم و سولفونامید، تایلوزین و تیلمیکسین هستند. توجه داشته باشید که تزریق زیر جلدی تیلمیکسین برای بزها ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. همچنین، برخی آنتیبیوتیکها مانند آمپیسیلین، اریترومایسین و لینکوزامید میتوانند فلور میکروبی شکمبه را تغییر دهند و حتی منجر به مرگ شوند. بنابراین، برای نشخوارکنندگان کوچک بالغ، بهتر است از روشهای دیگری برای تجویز آنتیبیوتیکها استفاده شود، مگر اینکه از سولفونامیدها و تتراسایکلینها استفاده شود که به طور مؤثر توسط شکمبه جذب میشوند.
پرورش آبزیان
در دهه 1990، افزایش چشمگیر مصرف آنتیبیوتیکها در صنعت آبزیپروری باعث نگرانیهای جدی در خصوص گسترش مقاومت آنتیبیوتیکی در باکتریهای بیماریزای آبزیان و احتمال انتقال این مقاومت به پاتوژنهای انسانی شد. آنتیبیوتیکهای پرکاربرد در آبزیپروری شامل کینولونها، تتراسایکلینها و فنیکولها هستند که از نظر درمانی برای عفونتهای انسانی نیز حائز اهمیتاند. این داروها با فشار انتخابی بالا بر باکتریها، موجب ظهور و گسترش ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی در این باکتریها شدهاند. این ژنها معمولاً در عناصر ژنتیکی متحرک مانند ترانسپوزونها، پلاسمیدها و اینتگرونها قرار دارند که امکان انتقال سریع و گسترده آنها بین باکتریهای مختلف را فراهم میآورند.
چگونگی انتقال مقاومت آنتیبیوتیکی از حیوانات به انسان
انتقال عوامل بیماریزا مقاوم به آنتیبیوتیک از حیوانات به انسان میتواند از طریق چندین مسیر مختلف صورت پذیرد:
- زنجیره غذایی: یکی از مهمترین راههای انتقال، مصرف محصولات حیوانی آلوده به باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک است.
- تماس مستقیم یا غیرمستقیم: تماس مستقیم با حیوانات آلوده یا محیط آلوده به مدفوع حیوانات، به ویژه در افرادی که به طور مستقیم با حیوانات سروکار دارند، مانند کشاورزان و دامپزشکان، میتواند خطر انتقال عفونت را افزایش دهد.
- محیط: محیط اطراف شامل خاک، آب و هوا میتواند به عنوان مخزنی برای باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک و ژنهای مقاومت عمل کند و نقش مهمی در انتشار این عوامل ایفا کند.
انتقال ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی از طریق زنجیره غذایی
در حالی که انتقال مستقیم باکتریهای بیماریزای مقاوم به آنتیبیوتیک از طریق غذا به انسان به خوبی شناخته شده است، انتقال ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی یک تهدید پنهانتر و بالقوه خطرناکتر است. ژنهای مقاومت میتوانند از طریق عناصر ژنتیکی متحرک مانند پلاسمیدها، باکتریوفاژها و ترانسپوزونها بین باکتریهای مختلف منتقل شوند. این فرآیند که انتقال ژن افقی نامیده میشود، ممکن است در غذاهایی با بار میکروبی بالا مانند غذاهای تخمیری، فرآوری نشده و خام رخ دهد. حتی اگر باکتریهای بیماریزا خاصی در یک ماده غذایی وجود نداشته باشند، ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی ممکن است در آن ماده غذایی حضور داشته باشند و با انتقال به باکتریهای بیماریزا در بدن انسان، مقاومت را ایجاد کنند.
پدیده همزیستی باکتریهای مقاوم و فلور میکروبی طبیعی
همزیستی باکتریهای بیماریزا با فلور میکروبی طبیعی، به ویژه در محیط پیچیده روده انسان، میتواند زمینهساز انتقال ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی و ظهور سویههای مقاوم به چندین دارو گردد. برای مثال، مطالعات نشان دادهاند که ژنهای مقاومت به اریترومایسین از باکتریهای اسید لاکتیک به Listeria monocytogenes منتقل شده است. همچنین، انتقال مقاومت آمپیسیلین از Salmonella typhimurium به Escherichia coli در محصولات غذایی مانند شیر و گوشت چرخکرده، و انتقال مقاومت تتراسایکلین از Enterococcus faecalis به L. monocytogenes در گوشت نیز تایید شده است. این یافتهها نشان میدهند که انتقال افقی ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی در محیطهای غذایی و دستگاه گوارش میتواند به سرعت منجر به گسترش مقاومت آنتیبیوتیکی در پاتوژنهای غذایی شود.
انتقال مقاومت در باکتریهای همگونه در دستگاه گوارش انسان
انتقال مقاومت در باکتریهای همگونه در دستگاه گوارش انسان به خوبی مستند شده است. در E. coli، ژنهای رمزگذاریکننده ESBL میتوانند در عناصر ژنتیکی متحرک جایگزین شوند و به سویههای دیگر E. coli منتقل شوند. شواهد غیرمستقیم نیز حاکی از انتقال مقاومت به آنتیبیوتیکهای بتالاکتام از طریق زنجیره غذایی هستند. بیش از نیمی از سویههای E. coli جداشده از انسان، حامل ژنهای ESBL هستند که به ژنهای مشابه در باکتریهای جداشده از طیور مرتبط میباشند. این یافتهها نشان میدهند که انتقال ژنهای مقاومت آنتیبیوتیکی بین حیوانات و انسان به طور گستردهای رخ میدهد و وجود این ژنها در باکتریها، تهدیدی جدی برای سلامت عمومی محسوب میشود. این ژنها میتوانند به سایر باکتریها منتقل شوند و منجر به گسترش مقاومت آنتیبیوتیکی در جامعه گردند.
خطرات سلامتی ناشی از پاتوژنهای غذایی مقاوم به آنتیبیوتیک
عفونتهای ناشی از پاتوژنهای غذایی مقاوم به آنتیبیوتیک به طور کلی عوارض جدیتری برای سلامتی انسان نسبت به عفونتهای ناشی از پاتوژنهای حساس به آنتیبیوتیک به همراه دارند. این عوارض شامل:
- افزایش بستری در بیمارستان: مقاومت به آنتیبیوتیکها معمولاً منجر به افزایش موارد بستری در بیمارستان میشود. بیماران مبتلا به عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک به دلیل عدم اثربخشی درمانهای مرسوم، نیاز به مراقبتهای پزشکی بیشتری دارند.
- طولانیتر شدن دوره بیماری: عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک به طور معمول مدت زمان بیشتری برای بهبود نیاز دارند، که این موضوع میتواند به افزایش مدت زمان بستری در بیمارستان و هزینههای درمان منجر شود.
افزایش مرگ و میر: باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک میتوانند عوارض شدیدتری ایجاد کنند که در نهایت به افزایش مرگ و میر منجر شود. در مواردی که درمان مؤثر وجود ندارد، خطر عوارض شدید و مرگ افزایش مییابد.
مکانیزمهای افزایش شدت عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک
- تأخیر یا شکست درمان: در موارد شدید، تجویز آنتیبیوتیکها معمولاً قبل از دریافت نتایج آزمایشات آنتیبیوگرام انجام میشود. این موضوع میتواند منجر به شکست درمان و در برخی موارد، وخامت بیشتر بیمار در زمان عود شود که ممکن است کشنده باشد.
- انتخاب محدود آنتیبیوتیکها: با ظهور پاتوژنهای مقاوم به آنتیبیوتیک، گزینههای درمانی موجود محدود میشود. افزایش استفاده از آنتیبیوتیکهای موثر میتواند احتمال ظهور سویههای مقاوم جدید را افزایش دهد.
- انتخاب سویههای مقاوم: تجویز آنتیبیوتیک برای درمان بیماریهای باکتریایی دیگر میتواند منجر به انتخاب سویههای مقاوم سرکوب شده گردد و بدین ترتیب تعداد پاتوژنهای مقاوم افزایش یابد.
- همزیستی و تنظیم ژنهای بیماریزایی: باکتریهای مقاوم به آنتیبیوتیک ممکن است به دلیل همزیستی با ژنهای بیماریزایی، سویههای بسیار بیماریزای مقاوم به آنتیبیوتیک را توسعه دهند.
خطرات مصرف شیر خام یا پاستوریزه نشده
مصرف شیر خام یا پاستوریزه نشده خطرات زیادی برای سلامت انسان دارد که به خوبی مستند شده است. عفونتهای ناشی از پاتوژنهای مقاوم به آنتیبیوتیک، به ویژه سالمونلا و کمپیلوباکتر، میتوانند عوارض جدیتری از جمله:
- افزایش بستری در بیمارستان: عفونتهای ناشی از این پاتوژنها نیاز به مراقبتهای بیمارستانی بیشتری دارند.
- عفونتهای تهاجمی: افزایش مقاومت به آنتیبیوتیک میتواند به افزایش موارد عفونتهای تهاجمی منجر شود.
- افزایش مرگ و میر: عفونتهای مقاوم به آنتیبیوتیک میتوانند به مرگ و میر بیشتر منجر شوند.
مطالعات اپیدمیولوژیک نشان دادهاند که افزایش پاتوژنهای مقاوم به آنتیبیوتیک به طور قابل توجهی بار بیماری را افزایش داده است. به عنوان مثال، گزارش مرکز کنترل و پیشگیری از بیماریها و آژانس دارویی اروپا نشان دادهاند که در سال 2007، مقاومت به آنتیبیوتیکها منجر به افزایش تعداد موارد عفونت خون، مرگ و میر و روزهای بستری در بیمارستان در اروپا شده است. همچنین، با اینکه تعداد موارد عفونت ناشی از باکتریهای گرم مثبت مقاوم به آنتیبیوتیک مشابه با باکتریهای گرم منفی است، اکثریت قریب به اتفاق موارد مرگ و میر به عفونتهای ناشی از باکتریهای گرم منفی مقاوم به آنتیبیوتیک نسبت داده شده است.
جایگزینهای طبیعی برای آنتیبیوتیکها
با افزایش نگرانیها در مورد مقاومت باکتریایی به آنتیبیوتیکها، یافتن جایگزینهای موثر و ایمن برای درمان عفونتها به یکی از اولویتهای اصلی تحقیقات پزشکی تبدیل شده است. این مقاله به بررسی راهکارهای مختلف برای جایگزینی آنتیبیوتیکها میپردازد که میتواند به کاهش مصرف این داروها و مقابله با مقاومت باکتریایی کمک کند.
ایمنسازی با واکسن
یکی از موثرترین روشهای پیشگیری از عفونتها، ایمنسازی با واکسن است. واکسنها با تحریک سیستم ایمنی بدن و ایجاد حافظهای در برابر پاتوژنها، از بروز بسیاری از بیماریهای عفونی جلوگیری میکنند. با این حال، چالشهایی مانند هزینه بالای تولید و محدودیتهای مربوط به محافظت متقاطع در برابر تمام گونههای پاتوژنها، استفاده گسترده از واکسنها را با مشکل مواجه کرده است.
تقویت سیستم ایمنی با پروبیوتیکها
پروبیوتیکها، پریبیوتیکها و سینبیوتیکها از جمله راهکارهای موثر در تقویت سیستم ایمنی بدن هستند. این ترکیبات با بهبود فلور میکروبی روده و ایجاد تعادل در میکروبیوم، نقش مهمی در جلوگیری از استقرار پاتوژنها در روده ایفا میکنند. مطالعات نشان دادهاند که استفاده از پروبیوتیکها، به ویژه باکتریهای بیهوازی همزیست، میتواند از کلونیزاسیون پاتوژنهایی مانند سالمونلا در دستگاه گوارش جلوگیری کند.
روغنهای ضروری
روغنهای ضروری، ترکیبات طبیعی با خواص ضد میکروبی و ضد التهابی هستند که از گیاهان استخراج میشوند. این روغنها به عنوان جایگزینی برای آنتیبیوتیکهای سنتی در صنعت دامپروری مورد توجه قرار گرفتهاند. روغنهایی مانند تیمول، کارواکرول و سینامالدئید میتوانند با بهبود عملکرد رشد، افزایش کیفیت گوشت و کاهش بروز بیماریهای عفونی در طیور، نقش مهمی در جایگزینی آنتیبیوتیکها ایفا کنند.
استفاده از فاژها
فاژها، ویروسهای باکتریخواری هستند که به دلیل توانایی ویژه خود در تخریب باکتریهای بیماریزا، به عنوان یک جایگزین امیدوارکننده برای آنتیبیوتیکها مطرح شدهاند. این ویروسها با لیز کردن سلولهای باکتریایی، به طور انتخابی پاتوژنهای مورد نظر را از بین میبرند. اگرچه کاربرد فاژها در درمان عفونتها هنوز محدود به حوزههایی مانند دامپزشکی و کشاورزی است، اما تحقیقات در این زمینه ادامه دارد و انتظار میرود در آیندهای نهچندان دور، این فناوری به یکی از ابزارهای موثر در درمان عفونتهای باکتریایی تبدیل شود.
پپتیدهای ضد میکروبی
پپتیدهای ضد میکروبی به عنوان یک رویکرد نوین در مقابله با مقاومت آنتیبیوتیکی مطرح شدهاند. باکتریوسینها، به دلیل سازگاری زیستی بالا و اثرگذاری موثر، به عنوان یکی از پتانسیلهای بزرگ در جایگزینی آنتیبیوتیکها در صنایع دارویی و غذایی شناخته شدهاند. با این حال، برای دستیابی به کاربردهای گستردهتر این ترکیبات، بهینهسازی روشهای تولید و بررسی دقیق پایداری و کارایی آنها ضروری است.
باکتریوفاژها
باکتریوفاژها، ویروسهایی هستند که توانایی تخریب سلولهای باکتریایی را دارند. این ویروسها میتوانند به عنوان جایگزینی نوین برای آنتیبیوتیکها در درمان عفونتهای باکتریایی مورد استفاده قرار گیرند. به ویژه، فاژها در مقابله با بیوفیلمهای باکتریایی که معمولاً مقاوم به درمانهای سنتی هستند، عملکرد موثری دارند. تحقیقات نشان دادهاند که برخی از فاژها میتوانند به عنوان ارگانیسمهای پروبیوتیک عمل کنند و نقش مهمی در کاهش عفونتهای باکتریایی در حیوانات و انسانها ایفا کنند.
با توجه به افزایش مقاومت باکتریها به آنتیبیوتیکها و نگرانیهای مرتبط با استفاده از این داروها، جستجو برای جایگزینهای طبیعی و موثر برای درمان عفونتها از اهمیت بالایی برخوردار است. واکسنها، پروبیوتیکها، روغنهای ضروری، فاژها و پپتیدهای ضد میکروبی همگی از جمله راهکارهایی هستند که میتوانند به عنوان جایگزینی برای آنتیبیوتیکها مطرح شوند و در مقابله با مقاومت باکتریایی نقش مهمی ایفا کنند. با این حال، تحقیقات بیشتر و بهینهسازی این روشها برای اطمینان از اثربخشی و ایمنی آنها ضروری است.