Авторы: Яна Власова, Юлия Мелано
Эксперты газеты «Ветеринария и жизнь» рассказали, какой вклад в развитие антибиотикорезистентности вносит сельское хозяйство и как современная наука может притормозить этот опасный процесс.
Такая профилактика нам не нужна!
Ситуация с антибиотикорезистентностью в сельском хозяйстве стоит очень остро, утверждает Олег Кобяков, директор Отделения Продовольственной и сельскохозяйственной организации ООН (ФАО) для связей с Российской Федерацией.
«Антибиотик – величайшее изобретение человечества. Но и оно может нанести огромный ущерб. Сегодня проблема развития устойчивости к противомикробным препаратам является одним из основных направлений совместной работы Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Всемирной организации здравоохранения животных (МЭБ) и ФАО», – говорит эксперт.
По его словам, одна из причин развития устойчивости заключается в избыточном применении лекарственных средств в сельском хозяйстве – прежде всего в животноводстве и аквакультуре. Дело в том, что антибиотики используют не только при лечении болезней, но и для их профилактики. А еще их добавляют в корма в качестве стимуляторов роста.
«Для сдерживания этой порочной практики Комиссия ФАО/ВОЗ по пищевым стандартам «Кодекс Алиментариус» приняла жесткие нормативы предельно допустимых уровней остаточного содержания антибиотиков в пищевой продукции. Мы призываем крупный бизнес и фермеров полностью отказаться от профилактического применения антибиотиковв животноводстве. Подчеркиваю: ФАО и МЭБ допускают использование антибиотиков в сельском хозяйстве только в терапевтических целях», – уточняет Олег Кобяков.
Обратная сторона
Антибиотики – довольно молодая группа лекарственных препаратов: их производство началось в конце XIX века. Дмитрий Макаров – старший научный сотрудник ФГБУ «Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов» (ФГБУ «ВГНКИ»), подведомственного Россельхознадзору, – напоминает: появление антибиотиков произвело настоящую революцию не только в медицине, но и в ветеринарии. Что касается проблем, то они начали возникать из-за повсеместного применения антибактериальных препаратов при отсутствии четких регламентов. В результате в 70–80-х годах прошлого века были запрещены к использованию в сельском хозяйстве антибиотики с доказанным канцерогенным действием. В данный список попали препараты из группы нитрофуранов и нитроимидазолов, которые увеличивают риск развития опухолей и тяжелого заболевания крови – апластической анемии.
«Для остальных препаратов, в том числе на основе пенициллина и тетрациклина, установлен допустимый уровень остатка препарата в пищевой продукции. Это определенные концентрации, которые не представляют опасности для здоровья человека. Превышение установленной концентрации препарата в продукции может привести к острому отравлению или аллергической реакции. Впрочем, гораздо более серьезным последствием является развитие антибиотикорезистентности», – предупреждает эксперт.
Путь от разработки нового антибиотика до появления его в аптеках обычно растягивается на 7–10 лет. А устойчивость бактерий к нему может развиться за гораздо меньший срок. Неудивительно, что, по данным ВОЗ, процесс разработки новых антибиотиков катастрофически не успевает за ростом устойчивости.
От бактерии к бактерии
Избыточное применение антибиотиков в сельском хозяйстве приводит к появлению бактерий, устойчивых к лекарственным средствам. Но как это происходит? Рассказывает Екатерина Крылова, ведущий научный сотрудник отдела молекулярной биологии ФГБУ «ВГНКИ»: «У бактерий есть мобильные генетические элементы, которые обеспечивают горизонтальный перенос генов. Благодаря им гены резистентности переносятся как внутри бактерии, так и между различными бактериями. Самое интересное, что гены переносятся даже между филогенетически отдаленными микроорганизмами. Например, между грамположительными и грамотрицательными», – рассказывает эксперт.
На практике это может происходить следующим образом: бактерия – носительница гена резистентности погибла и разрушилась, и ген устойчивости попал в окружающую среду. Другая бактерия, еще не сформировавшая резистентности, «захватывает» кусочек ДНК и получает ген устойчивости. Если такая бактерия попадает в организм человека и вызывает развитие болезни, то использование определенных антибиотиков становится менее эффективным.
Угроза на лапках мухи
По словам Дмитрия Макарова, заражение людей бактериями, устойчивыми к лекарственным средствам, происходит тремя способами.
В первом случае – через прямой контакт с зараженными животными: в группе риска находятся сотрудники сельскохозяйственных предприятий и ветеринарные врачи.
Второй способ – через продукты питания: устойчивая к антибиотикам бактерия может находиться в мясе, при недостаточной термической обработке она становится источником опасности для человека.
Третий путь – через окружающую среду. Эксперт приводит опыт Китая, связанный с применением известного антибиотика колистина. Долгое время его не применяли в медицине из-за высокого токсического воздействия на почки. Но развитие антибиотикорезистентности в стране достигло очень больших масштабов. И китайцы решили достать колистин из резерва, чтобы использовать в тех случаях, когда другие лекарственные средства не помогают. Но внезапно в одной из больниц обнаружили устойчивую к этому антибиотику кишечную палочку. Как это произошло?
«Пока колистин не использовали в медицине Китая, его активно применяли в животноводстве в качестве стимулятора роста. И мухи из находящейся поблизости птицеводческой фермы перенесли кишечную палочку, устойчивую к антибиотику, в больницу прямо на своих лапках. С тех пор в Китае запретили применять данный препарат в качестве кормовой добавки», – рассказывает Дмитрий Макаров. Решение абсолютно оправданное, ведь устойчивость бактерий к колистину сделает лечение многих инфекций более трудной, а в ряде случаев и невозможной задачей.
Корма с добавленным эффектом
В России ветеринарный мониторинг антибиотикорезистентности проводят специалисты ФГБУ «ВГНКИ». «От различных сельскохозяйственных животных и птицы мы выделяем изоляты кишечной палочки, энтерококка, сальмонеллы, кампилобактерии, листерии и стафилококка. Затем исследуем изоляты на фенотипическую устойчивость и наличие генов резистентности», – рассказывает Дмитрий Макаров.
Кроме того, специалисты центра контролируют остаточное содержание препаратов, которые попадают в корма и продукцию животноводства. По словам Марии Гергель, заместителя директора, руководителя Испытательного центра ФГБУ «ВГНКИ», чаще всего производители сознательно вводят ветеринарные лекарственные средства в состав корма. «Это особенно актуально, если индивидуальный способ введения препарата, скажем, инъекционным способом невозможен: например, на птицефермах с большим количеством поголовья. Кроме того, возможно непреднамеренное попадание лекарственных средств в корма. В частности, когда на одних и тех же производственных линиях изготавливают как обычные корма, так и корма, которые предназначены для лечения больного поголовья». Дело в том, что процесс очистки линий очень трудоемкий. И если эту работу провести не совсем качественно, то в обычных кормах могут обнаруживаться следовые количества препаратов.
Кроме того, недобросовестные производители используют антибиотики в качестве стимуляторов роста. Мария Гергель вспоминает инцидент, имевший место в Китае пару десятилетий назад: тогда порядка 2 тыс. человек отравились продукцией свиноводства. Расследование показало, что причиной стало применение гормонального препарата, который используют в свиноводстве в качестве стимулятора роста.
Алексей Третьяков, заведующий отделением фармакологических лекарственных средств для животных, безопасности пищевой продукции и кормов ФГБУ «ВГНКИ», сообщает, что чаще всего остаточное содержание антибиотиков обнаруживается в продуктах мясопереработки, в птице и яйце. Раньше к этой группе относили и молочную продукцию, но сегодня она не входит в топ-3. Изменение ситуации связано с интенсификацией деятельности контрольно-надзорных служб, утверждает Алексей Третьяков.
Планы на будущее
Но чего следует ожидать в ближайшей перспективе? «До 1 января 2021 года в России – территории Евразийского экономического союза – действовал технический регламент о применении кормов и кормовых добавок, введенный Казахстаном. Но после того как он утратил свою юридическую силу, в российском законодательстве образовался пробел. Впрочем, сейчас в Госдуме рассматривается законопроект, который предусматривает введение определенных ограничений, в том числе вводит запрет на безрецептурное использование антимикробных препаратов в кормах», – рассказывает Мария Гергель.
По словам Дмитрия Макарова, страны, которые снижают применение антибиотиков в животноводстве, можно пересчитать по пальцам. В первую очередь это Норвегия, Финляндия, Швеция, Дания, Германия, Франция, Великобритания, Нидерланды. Например, в Нидерландах за пять лет на 70% сократили применение антибиотиков в животноводстве. А в Норвегии за 10 лет на 99% сократили применение антибиотиков в аквакультуре. В Дании значимые для медицины антибиотики – цефалоспорины последних поколений, колистин, фторхинолоны – применяют в животноводстве крайне редко, только для лечения. Россия тоже пошла по этому пути: государство планирует ограничить применение антибиотиков в сельском хозяйстве.
Снизить риски антимикробной резистентности – способ № 1
Два года назад ученые ВГНКИ и НИИ антимикробной химиотерапии ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет»запустили проект, благодаря которому каждый желающий может ознакомиться с результатами мониторинга устойчивости к антибиотикам у различных бактерий, выделенных от животных.
«При исследовании фенотипической и генной устойчивости выделенных от разных видов животных (крупного рогатого скота, свиней, птицы, даже северных оленей) изолятов бактерий мы определили, что кишечная палочка демонстрирует наивысшую устойчивость к антибиотикам в птицеводстве. Это происходит из-за того, что именно в этой отрасли идет активное применение антибиотиков с профилактической целью», – поясняет Дмитрий Макаров.
Данные, полученные в ходе научно-исследовательской работы, выложены в открытом доступе на онлайн-платформе AMRcloud, созданной в НИИ антимикробной химиотерапии.
Подробнее о работе, которая ведется с 2017 года по поручению Россельхознадзора и в рамках реализации Стратегии предупреждения распространения антимикробной резистентности, рассказывает Ольга Иванова, заведующая отделением биотехнологии ФГБУ «ВГНКИ»:«Наши сотрудники выезжают на животноводческие и птицеводческие предприятия, где отбирают образцы от животных и птицы, мясного сырья и продуктов его переработки, а также объектов окружающей среды. В дальнейшем образцы поступают в отдел микробиологии. Выделенные в ходе исследования микроорганизмы идентифицируются и тестируются на предмет чувствительности или устойчивости к различным антимикробным препаратам».
Изоляты, резистентные сразу к нескольким классам антибактериальных средств, передаются в отдел молекулярной биологии ВГНКИ. Сотрудники отдела выделяют ДНК из полученного материала, готовят библиотеку и проводят полногеномное секвенирование. В подавляющем большинстве случаев фенотипическая резистентность подтверждается наличием генов антибиотикорезистентности.
Нередко специалисты выявляют полирезистентные изоляты микроорганизмов, которые демонстрируют устойчивость к препаратам из трех и более классов антибактериальных средств. По словам Ольги Ивановой, недавно на одной из птицефабрик Новосибирской области были обнаружены бактерии, которые отличались множественной устойчивостью, в том числе к тетрациклинам, ципрофлоксацину и амоксициллину, входящим в группу препаратов так называемой последней надежды, роль которых в медицине чрезвычайно велика.
Работа ведется в рамках метода серийного разведения в бульоне, с определением минимальных подавляющих концентраций антибиотиков: именно он демонстрирует максимальную точность результатов. Если говорить о клинических лабораториях нашей страны, то они практикуют менее точный диско-диффузионный метод, поясняет Ольга Иванова.
Но вернемся к исследованиям, которые проводит ВГНКИ. По их итогам получаем максимально точную информацию о бактериях, обнаруженных на предприятии, а также о степени их чувствительности или устойчивости к антибиотикам. На основании этих данных специалисты предприятий подбирают наиболее эффективные лекарственные средства и оптимальные дозировки. Результат от этого – комплексный: это и повышение эффективности ветеринарных мероприятий в хозяйствах, и снижение риска развития устойчивости бактерий к антибиотикам.
Лечение по принципу «точно в цель» – способ № 2
Еще один перспективный способ борьбы с антибиотикорезистентностью связан с созданием аутогенных вакцин. В их основе лежат бактериальные изоляты, выделяемые на каждом конкретном животноводческом предприятии. Поэтому аутогенные вакцины не универсальны: их используют при иммунизации животных именно тех хозяйств, где был выделен тот или иной патоген. В спектре эффективности таких препаратов – стрептококки, стафилококки, пастереллы, возбудители пневмоний и других заболеваний.
Разработкой аутогенных вакцин в России занимается ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных» (ФГБУ «ВНИИЗЖ») Россельхознадзора.
Рассказывает Александр Кононов, начальник отдела биотехнологий и конструирования вирусных и бактериальных препаратов ФГБУ «ВНИИЗЖ»: «При использовании разработанных аутогенных вакцин мы пытаемся минимизировать влияние антибиотиков на отрасль животноводства в целом. При этом эффективность вакцинации возрастет в разы. Она составит не 70–80%, как в случае с универсальными, классическими вакцинами, а будет доходить до 90% и более», – говорит Александр Кононов.
По словам эксперта, аутогенные вакцины будут эффективны и с экономической точки зрения. Обычно при подборе подходящего антибиотика специалисты животноводческих предприятий проводят диагностические мероприятия и титрование бактерий. Затем предприятие закупает соответствующие препараты, тратя на них серьезные средства. Но с появлением аутогенных вакцин хозяйства избавятся от данной статьи расходов.
Александр Кононов сообщает, что в России уже есть положительный опыт использования аутогенных вакцин. Например, ВНИИЗЖ успешно сотрудничает с известным агрохолдингом в Курской области, одним из направлений работы которого является развитие животноводства. И это только начало. «Сейчас нас приглашают и в другие хозяйства, чтобы провести обследование, выделить возбудителей и подготовить препарат на основе тех штаммов, которые циркулируют именно в этом хозяйстве», – поясняет Александр Кононов.
