Antimikrobna rezistencija apatogenih bakterija u hrani životinjskog podrijetla

Nevijo Zdolec¹, Marta Kiš¹, Manuela Zadravec², Tomislav Mikuš¹, Mario Ostović³, Vesna Dobranić¹, Lidija Kozačinski¹, Željka Cvrtila¹
¹ Zavod za higijenu, tehnologiju i sigurnost hrane, Veterinarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu, ² Laboratorij mikrobiologiju hrane za životinje, Hrvatski veterinarski institut, ³ Zavod za higijenu, ponašanje i dobrobit životinja, Veterinarski fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Izlaganje sa Znanstveno-stručnog skupa

VETERINARSKI DANI 2019.

Sažetak Uvod Antimikrobna rezistencija u farmskih životinja Hrana spremna za konzumaciju – izvor rezistentnih bakterija Literatura Summary

Izvor: Zbornik radova Veterinarski dani, Primošten, 2019.

▲

Sažetak

Pojava antimikrobne rezistencije (AMR) posljednjih je desetljeća među vodećim javnozdravstvenim problemima u svijetu. Genezu njenog razvoja nalazimo u nekritičkoj primjeni antibiotika u poljoprivredi, akvakulturi, veterinarskoj i humanoj medicini. Kontrola, nadzor i smanjenje ove javnozdravstvene prijetnje mora se temeljiti na sveobuhvatnom pristupu u okviru koncepta ‘Jednog zdravlja’ (One Health), odnosno ‘Jednog poljoprivredno-prehrambenog zdravlja’ (One Agri-Food Health).
U tom smislu doprinos nepatogene mikroflore iz hrane životinjskog podrijetla u prijenosu antimikrobne rezistencije kroz prehrambeni lanac nije u potpunosti poznat.
Naime, problem antimikrobne rezistencije se razumljivo veže uz patogene bakterije i uzročnike zoonoza, dok područje istraživanja antimikrobne rezistencije apatogene mikroflore nije sagledano kroz lanac hrane. Naša dosadašnja istraživanja obuhvatila su ispitivanja osjetljivosti/otpornosti bakterija mliječne kiseline (uključujući enterokoka) i koagulaza-negativnih stafilokoka iz hrane životinjskog podrijetla, a dio rezultata se prikazuje ovim predavanjem.
Ključne riječi: hrana životinjskog podrijetla, apatogene bakterije, antimikrobna rezistencija

▲

Uvod

Antimikrobna rezistencija jedno je od vodećih područja istraživanja i aktualna tema u okviru koncepta ‘Jedno zdravlje’ (engl. One Health). Taj se problem prvenstveno razmatra kao prijetnja uspješnom liječenju bakterijskih infekcija ljudi i životinja. S tim u vezi značajna je povezanost, odnosno zajednička otpornost bakterijskih patogena na istovrsne antimikrobne tvari odnosno antibiotike u ljudi i životinja (FVE, 2016).

Problem rezistencije potrebno je sagledavati i u kontekstu lanca prehrane, odnosno doprinosa hrane životinjskog podrijetla u širenju rezistencije od životinja i njihovih proizvoda te okoliša do potrošača. Pri tome se posebno treba usmjeriti na kontrolu proizvodnje gotove hrane (engl. Ready-To-Eat) koja se prije konzumacije ne obrađuje nikakvim postupcima smanjivanja mikrobioloških rizika (ZDOLEC, 2017).

Otpornost patogenih bakterija iz hrane životinjskog podrijetla na antibiotike sustavno se prati i uvažava kao aktualan javnozdravstveni problem koji se provlači kroz lanac proizvodnje hrane; od životinja do ljudi. Međutim, osim tradicionalnih zoonotskih bakterija sve se više propituje rizični potencijal prijenosa antimikrobne rezistencije u lancu hrane putem autohtone, prirodne mikroflore. U tom smislu značajno je pratiti i pojavu otpornosti na antibiotike apatogenih crijevnih bakterija životinja i ljudi te u hrani životinjskog podrijetla.
Danas su nam dostupni službeni podaci o učestalosti rezistentnih sojeva E. coli i enterokoka iz životinja i hrane životinjskog podrijetla koji pokazuju značajan udio rezistentnih sojeva na tetracikline, eritromicin te ciprofloksacin, ampicilin i sulfonamide (izvješća EFSA-e i ECDC-a). Analogno enterokokima, i druge bakterije mliječnokiselog vrenja (npr. laktobacili, laktokoki i dr.) mogući su (pre)nositelji bakterijske rezistencije, odnosno gena koji su odgovorni za tu pojavu.
Fermentirani prehrambeni proizvodi čine značajan dio prehrane ljudi, pa je opravdano preispitivati i ulogu njihove autohtone mikroflore u problemu antimikrobne rezistencije.
Koagulaza-negativni stafilokoki također su „fiziološki“ prisutni u različitim vrstama hrane, uključujući fermentirane mesne proizvode gdje doprinose razvoju senzorskih svojstava. Ipak, nedavna istraživanja govore i o nalazu oportunističkih patogenih vrsta stafilokoka u spontanoj (prirodnoj) fermentaciji mesa koje često nose gene za rezistenciju.

▲

Antimikrobna rezistencija u farmskih životinja

Intenzivna stočarska proizvodnja podrazumijeva držanje velikog broja životinja u relativno malom prostoru, zbog čega je nužno provođenje mjera za sprječavanje pojave i širenja bolesti. Intenzivnim uzgojem maksimalno se iskorištava genetski potencijal suvremenih pasmina, hibrida i linija životinja nauštrb njihove otpornosti i osjetljivosti na stres, što dodatno doprinosi pojavi bolesti. U takvim uvjetima antibiotici se često i u prekomjernoj količini koriste u preventivne svrhe te kao promotori rasta životinja, što ima za posljedicu pojavu antimikrobne rezistencije (WALL i sur., 2016.). Jedna od mjera koju literatura sve češće preporučuje kao potencijalno rješenje prevelike uporabe antibiotika u stočarskoj proizvodnji jest poboljšanje uvjeta držanja životinja i upravljanja proizvodnjom, odnosno povećanje razine dobrobiti životinja (FVE, 2016).

Životinje iz uzgoja opterećenih primjenom antibiotika predstavljaju važan spremnik gena AMR, koji se potencijalno na ljude mogu prenijeti putem animalnih proizvoda. U tom smislu, povezanost između dobrobiti životinja i razine antimikrobne rezistencije nepatogene mikroflore u lancu proizvodnje hrane nije dovoljno istražena.

Stoga antimikrobna rezistencija patogenih (Salmonella, E. coli, Campylobacter), ali i komenzalnih te probiotskih bakterija predstavlja rastući problem u veterinarskom javnom zdravstvu te je njezino praćenje osim u hrani vrlo važno i u hrani za životinje na farmama (DECKERT i sur., 2015). Rezistentne a nepatogene bakterije mogu u probavni sustav životinja ulaziti putem hrane, vode i okoliša te horizontalno prenositi gene rezistencije na crijevnu mikrofloru, uključujući patogene vrste (IMPERIAL i IBANA, 2016). Jedna od kontrolnih strategija u modernom stočarstvu za moduliranje poželjne mikroflore crijeva jest primjena probiotičkih bakterija u hrani za životinje, no i selekcija probiotičkih sojeva zahtjeva strogu procjenu rizika s obzirom na determinante antimikrobne rezistencije (MARKOWIAK i SLIZEWSKA, 2018).

Nadalje, osim u hrani za životinje, problem antimikrobne rezistencije nepatogene mikroflore te njenog širenja među životinjama može se očekivati i putem zraka na farmama. Zrak u nastambama za životinje redovito je onečišćen prašinom, štetnim plinovima i mikroorganizmima (WHITE i sur., 2019; MATKOVIĆ i sur., 2017.).
Najzastupljeniji mikroorganizmi su saprofiti, no može biti prisutna i patogena mikroflora, uključujući bakterije rezistentne na antibiotike. Mogući uzrok pojave rezistentnih bakterija u zraku, odnosno AMR su rezidue antibiotika koje, zbog slabe adsorpcije antibiotika u crijevima, u znatnim količinama dospijevaju u okoliš fecesom i mokraćom životinja (FLETCHER, 2015.; SCHMITHAUSEN i sur., 2018.).

▲

Hrana spremna za konzumaciju – izvor rezistentnih bakterija

S obzirom na usku povezanost farmske prakse i sigurnosti hrane, nameće se i pitanje rizika antimikrobne rezistencije tzv. prirodne mikroflore u hrani, a koja se potencijalno prenosi kroz lanac proizvodnje hrane od farme do potrošača. To se primarno odnosi na bakterije mliječne kiseline, uključujući enterokoke, te nepatogene stafilokoke. Naime, pokazalo se da populacija tih bakterija u hrani može nositi gene rezistencije za klinički značajne antibiotike, koji mogu biti i prenosivi (LEROY i sur., 2019). S obzirom da se putem fermentirane hrane životinjskog podrijetla, koju smatramo gotovom hranom (fermentirani mesni i mliječni proizvodi) u organizam potrošača unosi velik broj tih bakterija, razvidan je značaj potencijalno rezistentne nepatogene mikroflore poput laktobacila ili koagulaza-negativnih stafilokoka (LEROY i sur., 2019; CAMPEDELLI i sur., 2019.; CHAJĘCKA-WIERZCHOWSKA i sur., 2015). Kompleksna interakcija životinja, okoliša i ljudi znatno otežava praćenje rezistencije u prehrambenom lancu i determinaciju puteva širenja. U tom smislu važno je sagledati sve faze poljoprivredno-prehrambenog lanca s ciljem determiniranja stupnja rizika u pojedinim točkama proizvodnje od farme do gotovog proizvoda (Ready-to-Eat).

Dosadašnja naša istraživanja antimikrobne rezistencije u lancu proizvodnje hrane bila su usmjerena na patogene bakterije poput Yersinia enterocolitica i Listeria monocytogenes, (ZDOLEC i sur., 2019a; 2017). Također, provedena su i istraživanja rezistencije koagulaza-negativnih stafilokoka u različitim trajnim kobasicama domaćih i divljih svinja (ZDOLEC i sur., 2013a) te sirevima od pasteriziranog mlijeka (ZDOLEC i sur., 2013b). U području mljekarstva istraživan je sastav mikroflore sirovog mlijeka, te antimikrobna rezistencija izoliranih enterokoka u mlijeku antibioticima liječenih i zdravih vimena krava (DOBRANIĆ i sur., 2016; ZDOLEC i sur., 2016). Provodili smo istraživanja antimikrobne aktivnosti potencijalnih kompetitivnih starter kultura s ciljem sistiranja patogenih bakterija u gotovoj hrani (ZDOLEC i sur., 2008; ZDOLEC i sur., 2019b) no nepoznat je njihov učinak na rezistentne nepatogene bakterije in vitro i in vivo. Kroz recentne međunarodne publikacije razmatrali smo antimikrobnu rezistenciju u proizvodnji fermentirane hrane kao javnozdravstveni problem te ukazali na moguće strategije smanjivanja rizika (ZDOLEC, 2017; 2018; ZDOLEC i sur., 2018).
Rezultati dosadašnjih istraživanja ukazuju na rizik pojave antimikrobne rezistencije u gotovoj hrani, s obzirom na nalaz prenosivih gena rezistencije u nepatogenoj mikroflori.
Međutim, nepoznato je podrijetlo navedenih sojeva, odnosno kritični dio lanca u proizvodnji hrane u kojem se pojavljuju rezistentni sojevi i da li se prenose kroz lanac ili prenose gene rezistencije. U tom smislu su nužna daljnja istraživanja uloge farmske prakse i procesa prerade hrane na prijenos antimikrobne rezistencije apatogenom mikroflorom.

Literatura [… prikaži]

▲

CAMPEDELLI, I., H. MATHUR, E. SALVETTI, S. CLARKE, M.C. REA, S. TPRRIANI, R.P. ROSS, C. HILL, P.W. O’TOOLE (2019): Genus-wide asssessment of antimicrobial resistance in Lactobacillus spp. Appl. Environ. Microbiol. 85:e01738-18. https://doi.org/10.1128/AEM.01738-18
CHAJĘCKA-WIERZCHOWSKA, W., ZADERNOWSKA, A., NALEPA, B., SIERPIŃSKA, M., AND ŁANIEWSKA-TROKENHEIM, Ł. (2015): Coagulase-negative staphylococci (CoNS) isolated from ready-to-eat food of animal origin-phenotypic and genotypic antibiotic resistance. Food Microbiol. 46, 222–226. doi: 10.1016/j.fm.2014.08.001
DECKERT, A., A. AGUNOS, B. AVERY, C. CARSON, D. DAIGNAULT, R. FINLEY, S. GOW, D. LEGER, M. MULVEY, J. PARMLEY, R. REID-SMITH, R. IRWIN: CIPARS (2015): A One health approach to antimicrobial resistence surveillance. Online J. Public Health Inform. 7: e68. Doi: 10.5210/ojphi.v7i1.5734
FLETCHER, S. (2015): Understanding the contribution of environmental factors in the spread of antimicrobial resistance. Environ. Health. Prev. 20, 243-252.
FVE (2016): Relationship between animal welfare and the use of antibiotics in food animals. Federacija veterinara Europe – FVE Dostupno na: https://www.fve.org/cms/wp-content/uploads/063-FVE_AWW-Position-on-resistance-and-animal-welfare_final.pdf
LEROY, S., S. CHRISTIENSEN, R. TALON (2019): tetracycline gene transfer in Staphylococcus xylosus in situ during sausage fermentation. Front. Microbiol. 10, article 392. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.0392
IMPERIAL, I.C.V.J., J.A. IBANA (2016): Addressing the antibiotic resistance problem with probiotics:reducing the risk if its double edged sword effect. Effect. Front. Microbiol. 7, 1983. doi: 10.3389/fmicb.2016.01983
MARKOWIAK, P., K. SLIZEWSKA (2018): The role of probiotics, prebiotics and symbiotics in animal nutrition. Gut. Pathog. 10, 21. doi: 10.1186/s1399-018-0250-0
MATKOVIĆ, K., Lj. PRESTER, T. ORCT, J. MACAN, V. M. VARNAI, D. MARUŠIĆ, M. OSTOVIĆ, Ž. PAVIČIĆ, M. VUČEMILO (2017): The seasonal influence on airborne dust and endotoxin concentrations in a laying hen house. Vet. arhiv 87, 597-605.
SCHMITHAUSEN, R. M., S. V. SCHULZE-GEISTHOEVEL, C. HEINEMANN, G. BIERBAUM, M. EXNER, B. PETERSEN, J. STEINHOFF-WAGNER (2018): Reservoirs and transmission pathways of resistant indicator bacteria in the biotope pig stable and along the food chain: A review from a One Health perspective. Sustainability 10, 3967.
WALL, B. A., A. MATEUS, L. MARSHALL, D. U. PFEIFFER, J. LUBROTH, H. J. ORMEL, P. OTTO, A. PATRIARCHI (2016): Drivers, dynamics and epidemiology of antimicrobial resistance in animal production. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome, Italy.
WHITE, J.K., J.L. NIELSEN, A.M. MADSEN (2019): Microbial species and biodiversity in settling dust within and between pig farms. Environ. Res. 171, 558-567.
ZDOLEC, N., T. BOGDANOVIĆ, V. PAŽIN, V. ŠIMUNIĆ-MEŽNARIĆ, N. MARTINEC, J.M. LORENZO (2019b): Control of biogenic amines in dry sausages inoculated with dairy-originated bacteriocinogenic Enterococcus faecalis EF-101. Veterinarski arhiv. In press.
ZDOLEC, N., V. PAŽIN, M. KIŠ (2019a): Antimicrobial resistance of Yersinia enterocolitica O:3 isolated from tonsils and lymph nodes of slaughtered pigs in Croatia. 13 th SafePork Conference, Berlin.
ZDOLEC, N., J.M. LORENZO, R.C. RAY (2018): Special Issue: Use of Microbes for Improving Food Safety and Quality. Biomed Research International. 2018 (2018) ; 1-66. Lead Guest Editor: N.Zdolec. https://www.hindawi.com/journals/bmri/si/297473/
ZDOLEC, N. (2018): Technological interventions in fermented meat production: the commercial perspective. In: Innovations in technologies for fermented food and beverage industries, Food Microbiology and Food Safety. (Panda, S.K., P.H. Shetty, Eds.), Springer International Publishing AG, Cham, pp. 175–188. http://doi.org/10.1007/978-3-319-74820-7_10
ZDOLEC, N. (2017): Fermented meat products: health aspects. Boca Raton, USA: CRC Press Taylor & Francis, ISBN: 978-1-4987-3304-5 https://www.crcpress.com/Fermented-Meat-Products-Health-Aspects/Zdolec/p/book/9781498733045
ZDOLEC, N., T. RAJKOVIĆ, V. DOBRANIĆ, V. PAŽIN, Z. DUMBOVIĆ (2017a): Isolation of drug-resistant Listeria monocytogenes from meat processing plant. Proceedings of lectures and posters, International conference Hygiena alimentorum XXXVIII, Strbske Pleso, Slovačka, 17.-19.5.2017., str. 282-286.
ZDOLEC, N., S. VESKOVIĆ-MORAČANIN, I. FILIPOVIĆ, V. DOBRANIĆ (2017): Antimicrobial resistance of lactic acid bacteria in fermented meat products. In: Fermented Meat Products: Health Aspects. N. Zdolec (ed.). CRC Press Taylor & Francis, Boca Raton, Florida, USA, 319-343.
ZDOLEC, N., V. DOBRANIĆ, I. BUTKOVIĆ, A. KOTURIĆ, I. FILIPOVIĆ, V. MEDVID (2016): Antimicrobial susceptibility of milk bacteria from healthy and drug-treated cow udder. Vet. arhiv 86, 163–172. https://hrcak.srce.hr/156704
ZDOLEC, N., I. RAČIĆ, A. VUJNOVIĆ, M. ZDELAR-TUK, K. MATANOVIĆ, I. FILIPOVIĆ, V. DOBRANIĆ, Ž. CVETNIĆ, S. ŠPIČIĆ (2013a): Antimicrobial Resistance of Coagulase-Negative Staphylococci Isolated from Spontaneously Fermented Sausages. Food Technology and Biotechnology 51, 2, 240-246. https://hrcak.srce.hr/104817
ZDOLEC, N., V. DOBRANIĆ, G. ZDOLEC, D. ĐURIČIĆ (2013b): Antimicrobial resistance of coagulase-negative staphylococci and lactic acid bacteria from industrially produced dairy products. Mljekarstvo 63, 1, 30-35. https://hrcak.srce.hr/98227
ZDOLEC, N., M. HADŽIOSMANOVIĆ, L. KOZAČINSKI, Ž. CVRTILA, I. FILIPOVIĆ, M. ŠKRIVANKO, K. LESKOVAR (2008): Microbial and physicochemical succession in fermented sausages produced with bacteriocinogenic culture of Lactobacillus sakei and semi-purified bacteriocin mesenterocin Y. Meat Sci. 80, 480–487. https://doi.org/10.1016/j.meatsci.2008.01.012

▲

ANTIMICROBIAL RESISTANCE OF APATHOGENIC BACTERIA FROM FOOD OF ANIMAL ORIGIN

Nevijo Zdolec, Marta Kiš, Tomislav Mikuš, Manuela Zadravec, Mario Ostović, Vesna Dobranić, Lidija Kozačinski, Željka Cvrtila

The emergence of antimicrobial resistance (AMR) has been among the leading public health problems in the world in recent decades. The genesis of its development is found in the uncritical use of antibiotics in agriculture, aquaculture, veterinary and human medicine. The control, surveillance and reduction of public health threats must be based on a comprehensive approach within the concept of One Health and One Agri-Food Health. In this respect, the contribution of non-pathogenic microflora from food of animal origin to the transmission of antimicrobial resistance through the food chain is unknown. Namely, the problem of antimicrobial resistance is clearly linked to pathogenic zoonotic bacteria, while the problem of antimicrobial resistance of non-pathogenic microflora has not been evaluated through the food chain. Our research to date has included the testing of susceptibility / resistance of lactic acid bacteria (including enterococci) and coagulase-negative staphylococci from animal foods, and some of the results will be presented in this lecture.
Key words: food of animal origin, non-pathogenic bacteria, antimicrobial resistance

Vezano:

Sažetak

Uvod

Antimikrobna rezistencija u farmskih životinja

Hrana spremna za konzumaciju – izvor rezistentnih bakterija

ANTIMICROBIAL RESISTANCE OF APATHOGENIC BACTERIA FROM FOOD OF ANIMAL ORIGIN

Vezani sadržaji