Răspândiți-vă în străinătate în rolul faunei sălbatice din țară în diseminarea rezistenței antimicrobiene
Kathryn E. Arnold
Departamentul de mediu, Facultatea de Științe, Universitatea York, Heslington, York YO10 5NG, Marea Britanie
Nicola J. Williams
Departamentul de Epidemiologie și Sănătatea Populației, Institutul de Infecție și Sănătate Globală, Campus Leahurst, Universitatea din Liverpool, Neston CH64 7TE, Marea Britanie
Școala de Medicină și Științe Veterinare, Universitatea din Nottingham, Campus Sutton Bonington, Sutton Bonington, Leicestershire LE12 5RD, Marea Britanie
Kathryn E. Arnold
Departamentul de mediu, Facultatea de Științe, Universitatea York, Heslington, York YO10 5NG, Marea Britanie
Nicola J. Williams
Departamentul de Epidemiologie și Sănătatea Populației, Institutul de Infecție și Sănătate Globală, Campus Leahurst, Universitatea din Liverpool, Neston CH64 7TE, Marea Britanie
Școala de Medicină și Științe Veterinare, Universitatea din Nottingham, Campus Sutton Bonington, Sutton Bonington, Leicestershire LE12 5RD, Marea Britanie
Abstract
1. Introducere
O populație umană în creștere și fragmentarea crescândă a habitatelor naturale forțează inevitabil viața sălbatică să aibă un contact mai mare, atât direct, cât și indirect, cu oamenii și animalele lor, sporind astfel oportunitățile de transmitere a infecției între și în interiorul populațiilor [1]. În timp ce s-au făcut unele progrese în înțelegerea epidemiologiei infecțiilor cu mai multe gazde care implică animale sălbatice [2], s-a acordat mai puțină atenție rolului animalelor sălbatice în ecologia și evoluția rezistenței antimicrobiene (RAM) [3,4]. Deși RAM este considerată una dintre cele mai mari provocări pentru securitatea sănătății globale [5], până în prezent, majoritatea cercetărilor AMR s-au bazat pe medii clinice [6]. Se cunosc relativ puține lucruri despre fluxul și soarta RAM în mediul natural [7], în special la speciile foarte mobile care ar putea acționa ca dispersori AMR eficienți [3,4] (figura 1). În această revizuire, discutăm rolul posibil al faunei sălbatice în diseminarea RAM, în special modul în care viața sălbatică ar putea dobândi și transporta RAM și potențialul ca aceștia să transmită RAM oamenilor și animalelor.
Figura 1. Dispersarea RAM în peisaj: între comunitățile umane, spitale, stații de epurare, ferme și mediul înconjurător, inclusiv prin viața sălbatică (adaptat din [6]). (Versiune online color.)
2. Rezistența antimicrobiană
Ecologia AMR este complicată de răspândirea orizontală a genelor care codifică AMR prin comunități de diferite specii și chiar genuri de bacterii, prin intermediul elementelor genetice mobile, cum ar fi plasmidele (molecule de ADN extra-cromozomiale). Aceste elemente genetice mobile codifică adesea gene multiple, oferind rezistență la antimicrobieni și, într-adevăr, la alți factori de stres chimici ai mediului, inclusiv metale și dezinfectanți. În consecință, expunerea la un antimicrobian (sau alt factor de stres) poate fi selectată pentru toate genele codificate și astfel apariția rapidă a rezistenței la mai multe medicamente [6]. Astfel, viața sălbatică și alte bacterii din mediul înconjurător care nu s-au descoperit niciodată că infectează oamenii pot, prin transfer orizontal de gene, să schimbe mecanisme de rezistență cu agenți patogeni umani [11,12] (dar vezi [13]).
3. Surse potențiale de rezistență antimicrobiană în mediul înconjurător față de viața sălbatică
După selectarea rezistenței la indivizi (oameni sau animale domestice) tratați cu antimicrobiene [10], atât bacteriile rezistente, cât și antimicrobienele sunt excretate ulterior de pacient (figura 1). Acestea pot fi dispersate în mediul înconjurător, de exemplu în efluentul de canalizare pompat în râuri [14] și răspândirea nămolului de canalizare ca îngrășământ sau în fecalele animalelor tratate și ale animalelor de companie [15,16] (figura 2). Efluenții și scurgerile din câmpuri vor ajunge deseori să curgă în mare, ducând la estuare, ape de coastă și plaje poluate de materii fecale [14] (figura 1). Acesta ar putea fi un punct critic de contact în care oamenii și animalele marine, precum și limuzinele și păsările marine, sunt expuse la RAM [19]. Industria acvaculturii în expansiune rapidă este o altă sursă de RAM și antimicrobiene pentru mediu: peștele și fructele de mare crescute în unele țări în care utilizarea antimicrobianelor este ridicată și slab reglementată sunt în special susceptibile de a transporta agenți patogeni rezistenți din punct de vedere medical [4,20].
Figura 2. Rezistența antimicrobiană la animale sălbatice la fermele de lapte din Cheshire, Marea Britanie. Modelele de rezistență ale Escherichia coli din fecale de bovine, rozătoare (în principal Myodes glaroelus și Apodemus sylvaticus), păsările sălbatice (în principal paserine) și alte mamifere sălbatice (în principal bursuc și vulpi) au fost comparate. (A) Procentul de probe fecale care conțin E coli rezistent la cel puțin un antibiotic la șase ferme diferite (i - vi). () Procentul de E coli izolat din fiecare grup de animale rezistente la diferite antibiotice sau multi-rezistente la medicamente. S-a testat rezistența la următoarele antibiotice: ampicilină (amp), cloramfenicol (chl), tetraciclină (tet), trimetoprim (trm) și acid nalidixic (nal) și, de asemenea, MDR (rezistență la mai multe medicamente definită ca rezistență la trei sau mai multe dintre antibiotice testate). Toate testele de susceptibilitate au fost efectuate în conformitate cu orientările Societății Britanice de Chimioterapie Antimicrobiană [17]. Consultați materialul suplimentar electronic pentru detalii despre metode. Figura adaptată din [18]. (Versiune online color.)
Evoluția RAM nu se oprește neapărat în tractul gastro-intestinal al animalelor (inclusiv ale oamenilor) supuse tratamentului; multe antimicrobiene pot fi excretate într-o formă activă și persistă în mediu [21]. Astfel, expunerea continuă la medicamente antimicrobiene, de exemplu în canalizare, ar putea menține avantajul selectiv al RAM și ar promova proliferarea factorilor determinanți de rezistență și a bacteriilor rezistente în mediu. Există un risc suplimentar din locurile foarte contaminate cu excremente, cum ar fi fermele intensive și stațiile de epurare. Locurile cu o abundență și o diversitate mare de bacterii oferă o densitate mare de gazde bacteriene și condiții excelente pentru transmiterea orizontală a genelor AMR de la bacteriile comensale sau de mediu la bacteriile patogene [22]. Este clar că, în special în zonele cu populație densă de oameni sau animale, există o multitudine de surse și amplificatoare de RAM. Dacă genele și bacteriile AMR sunt transportate în intestinul faunei sălbatice, împreună cu gestionarea inadecvată a deșeurilor și mișcările pe termen lung ale animalelor, există potențialul faunei sălbatice de a transporta gene AMR noi și emergente în întreaga lume [14] (figura 1).
4. Modele de infecție cu rezistență antimicrobiană la animale sălbatice
Odată cu creșterea presiunii din cauza expansiunii populațiilor umane, animalele sălbatice sunt din ce în ce mai forțate să caute resurse contaminate de „poluarea patogenilor” umani [2,14]. Așadar, nu este surprinzător faptul că RAM a fost adesea descrisă în viața sălbatică peri-domestică [11]. RAM a fost detectată, în special în rândul bacteriilor intestinale comensale, la mamifere sălbatice, păsări, reptile și pești, prevalența și tiparele de rezistență variind în funcție de specii, locații și posibil timp (de exemplu [3,20,23-27]). Datele actuale despre RAM în viața sălbatică constau în mare parte dintr-o serie de „fotografii instantanee” care demonstrează prezența rezistențelor (toate genele de rezistență la antibiotice găsite în microbi [13]) la animalele respective, dar puțin altceva. Cu toate acestea, puținele studii care identifică surse potențiale de RAM și care pot face comparații între site-uri diferite în ceea ce privește contaminarea oferă informații despre potențialul faunei sălbatice de a disemina AMR relevant din punct de vedere clinic.