Інфекції, стійкі до антибіотиків, являють собою загальну проблему. Вони коштують до 100 трильйонів доларів на рік на охорону здоров'я, а глобальна смертність досягне 10 мільйонів тварин до 2050 року.
Мікробіота кишківника набуває та підтримує ARGs
У свинарстві антибіотики використовуються здебільшого для профілактики та стимулювання росту. Вони постійно виявляються в кишечнику свиней у низьких і сублетальних концентраціях. У результаті мікробіота кишківника набуває і підтримує ARGs і збільшує чисельність стійких бактерій.
Виділення ARGs у ґрунт і воду є новою проблемою для навколишнього середовища, здоров'я людини та експлуатації, яка обмежує кількість ефективних антибіотиків для терапевтичних цілей.
Свинячі відходи вирізняються великою різноманітністю та великою кількістю ARGs порівняно з іншими відходами тваринництва.
Механізми антибіотикорезистентності
Основні механізми резистентності включають деактивацію антибіотика, екструзію через ефлюксні насоси та захист мішеней специфічними білками. ARGs надають стійкість до кількох основних класів антибіотиків, зокрема тетрациклінів, сульфаніламідів, β-лактамів, макролідів, лінкозамідів, стрептограміну B, аміноглікозидів, фторхінолонів, хінолонів, флорфеніколу, хлорамфеніколу та амфеніколу.
Різноманітність і велика кількість ARGs
Відходи свинарства вирізняються великою різноманітністю і великою кількістю ARGs порівняно з іншими відходами тваринництва. Це пов'язано з більш інтенсивним використанням антибіотиків у терапевтичних, профілактичних і метафілактичних цілях. Свині також отримують більш високі дози антибіотиків у ранньому віці.
Крім того, кількість ARGs у відходах свинарства варіюється в різних країнах, при цьому Китай посідає перше місце в списку найбільших виробників і споживачів антибіотиків. Специфічні фізичні та хімічні умови на території країн також впливають на динаміку поширення і загасання ARGs.
ARGs поширюються від свиней до людей
Стійкі до антибіотиків бактерії та АРГ потрапляють від свиней до ґрунту при внесенні гною в ґрунт і зрошенні стічними водами. Вони поширюються у водні середовища через скидання стічних вод і стоки. Внутрішньоклітинні та вільні ARG у ґрунті та ґрунтових водах передаються місцевим бактеріям за допомогою горизонтального перенесення генів. Потім стійкі до антибіотиків бактерії досягають людини і колонізують її, викликаючи гострі або хронічні інфекції.
Поширення ARGs у новому середовищі залежить від виживання, розповсюдження, підтримання, реплікації та передачі генів первісним господарем і ймовірності придбання генів новими господарями. Швидкість росту стійких до антибіотиків бактерій, концентрація субстрату і наявність токсичних сполук впливають на появу ARGs у навколишньому середовищі.
Пероральне проковтування зараженої їжі, відходів, залишкових відходів від професійної діяльності або забрудненого довкілля та вдихання — це шляхи, якими антибіотикорезистентні бактерії потрапляють до кишківника людини. Такі фактори, як висока концентрація та близькість донорів і реципієнтів ARGs, температура, фізико-хімічні умови та наявність поживних речовин, збільшують горизонтальне перенесення генів у кишечнику людини та спричиняють появу генів множинної лікарської стійкості.
ARGs можуть бути видалені з гною шляхом звичайної обробки відходів
Стандартна обробка гною
ARGs можуть бути видалені з гною шляхом звичайної обробки відходів. Відходи зберігаються у відстійниках, потім обробляються шляхом анаеробного зброджування або компостування і розділяються на тверді та рідкі потоки. Тверді частинки використовуються для удобрення сільськогосподарських ґрунтів, а рідкі обробляються в біореакторі або скидаються безпосередньо у водойми без очищення.
Відмінності в робочій температурі, здатності потенційних господарів підтримувати і переносити ARGs, а також властивості гною впливають на чисельність певних типів ARGs. Стратегії, що включають стабілізацію гною вапном перед внесенням, озеленення ґрунту відповідними рослинами та використання таких методів внесення добрив, як інкорпорація або ін'єкція, пом'якшують розповсюдження ARGs у ґрунті.
Додавання біочару та пшеничної соломи знижує розчинену концентрацію інгібуючих залишкових антибіотиків і важких металів, покращує процес зброджування і пов'язане з ним видалення ARGs. Крім того, термофільне компостування разом із добавками, що знижують біодоступність важких металів, ефективно знижує різноманітність і чисельність ARGs у гної.
Контроль рівня ARGs у джерелі
Стратегії, що включають коригування раціону тварин з метою мінімізації виникнення захворювань, зменшення контактів між людьми і тваринами, оптимізацію методів збору відходів, збільшення частоти збору відходів і створення зон ізоляції для хворих тварин, знижують поширення захворювань, а також чисельність і різноманітність ARGs у джерелі.
Крім того, припинення використання антибіотиків, запобігання кон'югації плазмід, що несуть ARG, і стимулювання втрати плазмід стійкості знижують чисельність ARGs. Використання альтернатив антибіотикам, таких як антимікробні пептиди, пробіотики та пребіотики, є перспективним методом селективної боротьби з мікроорганізмами. Необхідно розробити правила і політику в галузі зберігання та утилізації гною, щоб зменшити викид ARGs у приймаюче середовище. Крім того, процеси дезінфекції, як хлорування та УФ-дезінфекція, видаляють ARGs із питної води та міських стічних вод.
Подальші дослідження
Необхідні подальші дослідження для розробки валідованих моделей для кількісної оцінки впливу поширення ARG від свиней на здоров'я людини.
PigUA.info за матеріалами pigprogress.net