Felipe Cabello om antimikrobiell motstand og havbruk

Antimikrobiell resistens - som folk flest hører om som antibiotikaresistens - er en type medikamentresistens der en mikroorganisme er i stand til å overleve eksponering for medisinen som er ment å behandle den. Standard behandlinger blir ineffektive, og infeksjoner vedvarer og sprer seg noen ganger. I akvakultur får oppdrettsfisken ofte store doser antibiotika for å beskytte dem mot sykdom, og i dag er det mange publikasjoner som undersøker antimikrobiell resistens og akvakultur. Keith Hayse-Gregson snakket med Felipe Cabello fra New York Medical College - som har publisert artikler på dette området - om dette problemet.

Du har arbeidet innen antimikrobiell resistens i lakseoppdrett. Hvordan ble du interessert i det?

Min interesse for bruk av antimikrobielle stoffer i lakseoppdrett var et resultat av å bli klar over at industrien i Chile - den nest største produsenten av oppdrettslaks i verden etter Norge - bruker hundrevis av tonn antimikrobielle stoffer hvert år, inkludert kinoloner, florfenicol og tetracykliner.

Oppdrettsanlegg i Chile

Bruken av disse store mengder antimikrobielle midler fra denne industrien dverger deres bruk i humanmedisin og andre veterinæraktiviteter i Chile. Det utgjør et kraftig selektivt trykk for antimikrobielle resistente bakterier og antimikrobielle resistensgener i miljøet.

Denne skadelig bruken av antimikrobielle stoffer må korrigeres og akvakulturister utdannes til potensielle problemer denne bruken har for dyre- og menneskers helse og for miljøet.

Kan bruk av antimikrobielle medikamenter i dyrematproduksjon hindre behandlingen av infeksjoner hos mennesker?

Opprinnelig trodde ikke folk at bruk av antimikrobielle medikamenter i animalsk matproduksjon kunne hindre behandlingen av infeksjoner hos mennesker.

Noen bakterier er imidlertid zoonotiske. Det betyr at de kan smitte både mennesker og andre dyrearter. På slutten av 1960-tallet forsto engelske forskere først at bruk av antimikrobielle stoffer i storfeproduksjon forårsaker en økning i antimikrobiell resistent salmonella som kunne smitte mennesker.

I mange år ønsket ikke folk å tro at antimikrobiell resistens valgt i dyr kunne finne veien inn i menneskelige patogener. Med tiden har det blitt klart at ikke bare har noen antimikrobielle resistente humane patogener opprinnelse i dyr, men også har fått sine antimikrobielle resistente gener fra dyrepatogener.

Legemiddelresistent stafylokokkbakterie. Bildekreditt: DR KARI LOUNATMAA / SCIENCE PHOTO BIBLIOTEK

For eksempel er det nå akseptert at Staphylococcus aureus resistent mot semisyntetiske penicilliner muligens ervervet genet for denne resistensen fra S. sciuri, et animalsk patogen. Et annet eksempel på et slikt fenomen er at det er vist at resistent Campylobacter, et humant patogen, har sin opprinnelse i industrielt oppdrettede kyllinger.

Hva med medikamentresistens fra havbruk? Fisk er ikke pattedyr, og hvordan kan antimikrobiell resistens hos vannlevende bakterier og fiskesykdommer påvirke mennesker?

Det er sant at det til å begynne med virker usannsynlig at antimikrobielle resistente akvatiske bakterier og fiskepatogener - som finnes i vannmiljøer og i kaldblodige dyr - kan påvirke menneskelige patogener som lever i varmblodige organismer.

Ingen tviler på at når antibiotika brukes i akvakultur, har anleggene og deres omgivelser antimikrobielle resistente bakterier og fiskepatogener valgt av denne antibiotikabruken. Spørsmålet er, kan dette påvirke menneskers helse? Mange studier har funnet ut at antimikrobielle resistensgener og genetiske elementer fra bakterier i vannmiljøet kan deles av terrestriske bakterier inkludert humane patogener.

Horisontal genoverføring

Menneskelige patogener, fiskepatogener og mikrobielle samfunn generelt er i mer genetisk kontakt enn en gang trodd. Forskere oppdager at mikrober kan dele genetisk materiale selv mellom ikke-relaterte arter ved en prosess som kalles horisontal genoverføring . Det er vanskelig for mange mennesker å tro at bakterier som lever i miljøer som er så forskjellige som den menneskelige tarmen og et fiskedam, muligens kan utveksle genetisk materiale. Realiteten er at disse utvekslingene skjer.

For eksempel deler en fiskepatogen, Yersinia ruckerii, lignende antimikrobielle resistensgener med bakterier som produserer bubonic pest hos mennesker. I tillegg begynner noen kinolonresistensgener å dukke opp i humane patogener som ser ut til å ha sin opprinnelse i vannlevende bakterier som Shewanella, Aeromonas og Vibrio.

I motsetning til mer avanserte organismer, ser det ut til at bakterier har tilgang til et mobilt basseng av genetisk materiale inkludert antimikrobiell resistensgener, som de deler med hverandre. Forskere finner ut at antimikrobiell resistens kan utvikle seg nesten hvor som helst fra tarmen til dyr, inkludert fisk og mennesker, til frittlevende bakterier i miljøet. Få hindringer blokkerer genetisk overføring av disse antimikrobielle motstandselementene mellom forskjellige bakteriearter, spesielt i nærvær av miljømessige antimikrobielle midler, som tilfellet er i vannmiljøet i oppdrettsanlegg.

Hvor lenge vedvarer antimikrobielle stoffer i miljøet?

Antimikrobielle stoffer kan vedvare i miljøet i måneder eller år. Dette betyr at forskere ikke har noen måte å vite når deres selektive effekter vil bli utøvd. Et nylig konsept kalt, resistome, indikerer at antimikrobielle resistensgener er til stede i bakterier i hele biosfæren og potensielt kan finne veien inn i dyre- og menneskelige patogener via mobiliteten til bakteriegener og genetiske elementer ved horisontal genoverføring.

Det må bemerkes at det vil være vanskelig å bevise direkte at antimikrobiell bruk i akvakultur direkte påvirker forekomsten av antimikrobiell resistens i humane patogener, siden traséene til horisontal genoverføring mellom akvatiske bakterier og terrestriske bakterier er komplekse og kan involvere mange mellomleddarter.

Disse to faktorene kan etterlate en svak spor for forskere å følge, og vitenskapen kan aldri avdekke den røykende pistolen som knytter antimikrobiell bruk i et havbruksanlegg til antimikrobiell motstand i menneskelige patogener. Imidlertid er denne koblingen bekreftet gjentatte ganger for landdyr, og det kan bare være et spørsmål om tid og krefter før koblinger mellom bakterier fra akvakulturmiljøer og menneskelige patogener er godt etablert.

Hvordan trenger industrien å tilpasse seg for å forhindre at motstand oppstår?

For det første kan hygieniske forhold hos fisk forbedres ved å lagre fisk med lavere tetthet for å redusere stress og øke fiskens immunforsvar styrke. Plassen mellom merd og gård kan også økes slik at sykdommer ikke raskt kan spre seg mellom merd eller anlegg.

Vaksinering av ungfisk før de settes i bur, reduserer sjansen for sykdomsutbrudd og reduserer antimikrobiell bruk.

Til slutt er det nødvendig med god veterinær og epidemiologisk behandling av antimikrobiell bruk.

Norge er et godt eksempel på en havbruksnæring som har redusert antimikrobiell bruk ved å forbedre oppdrettsrutiner. I Norge samler reguleringsmyndigheter data om antimikrobiell bruk og kan bruke disse dataene til å forutsi hvordan og hvor sykdommer vil dukke opp og spre seg og for å spore dem epidemiologisk. De er da i stand til å informere andre akvakulturister, slik at utbruddet kan inneholdes med minimale miljømessige og økonomiske kostnader og uten overdreven terapeutisk og profylaktisk antimikrobiell bruk.

Det problematiske forholdet mellom havbruk og antibiotika