豬圈裡的抗生素,如何“養”出人類身上的耐藥菌?

抗生素不僅能用作獸藥,還能讓豬、牛、羊等牲畜長得更好,一度成為了農業養殖常用的飼料新增劑,這加速了“超級細菌”的誕生。

豬圈裡的抗生素,如何“養”出人類身上的耐藥菌?

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Unsplash

撰文 全季康

編輯 魏瀟

近期,美國約翰·霍普金斯大學布隆伯格公共衛生學院的研究人員發現,一種具有耐受多種抗生素能力的金黃葡萄球菌

Staphylococcus aureus

正在美國北卡羅來納州的養豬場以及附近的社群中傳播。他們在豬、工作人員以及附近社群居民的身上都發現了這種“超級細菌”。這一發現於 2 月 22 日發表在美國疾控中心

(CDC)

主辦的《新興傳染性疾病》

Emerging Infectious Diseases

雜誌上

[1]

近年來,一直有研究人員在北卡羅萊納州的多個密集型養豬場以及附近的社群中收集樣本。本次研究的物件是金黃葡萄球菌眾多亞型中一個被稱作克隆複合體9

(clonal complex 9,CC9)

的菌株。在對樣本進行 DNA 測序後發現,無論是豬攜帶的細菌還是人攜帶的細菌都具有非常相近的親緣關係。由此可以確定,這類具有多重耐藥性的細菌可以在人和豬之間互相傳播,並透過養殖場的工作人員傳播到附近社群的居民身上。論文的作者表示,他們發現這類細菌所耐受的抗生素與生豬養殖使用的抗生素基本一致

[2]

。雖然金黃葡萄球菌沒有很強的致病性,但是一旦感染,將會造成嚴重的公共安全事件。論文中提到,他們採集到的細菌能夠耐受部分人用抗生素,所以醫護人員可能會在這類細菌面前面臨無藥可用的困境

畜牧業與抗生素

畜牧業廣泛使用抗生素可以追溯到上個世紀 50 年代。除去眾所周知的抗感染功效,人們還發現了它存在促進牲畜生長的作用

[3]

。這一功能的具體機制目前仍不明確,現有研究認為抗生素促進生長的原理跟兩個因素有關:第一個是抗生素能夠抑制有害細菌的增殖,保持健康,從而減少免疫機能上的能量損耗;第二個是抗生素能夠抑制腸道菌群,從而促進動物對飼料中營養的吸收

[3,4]

。因此在畜牧業中,抗生素有不僅能作為獸藥治療或者預防疾病,也被用作飼料新增劑促進動物生長。

對比一些天然的促生長物質,抗生素有著相對廉價和易於獲取的特點。為了經濟利益,抗生素在很長一段時間裡都被新增進飼料中用來預防疾病,促進牲畜生長。據歐盟的統計資料,1999 年整個歐盟對動物使用的抗生素高達 4700 噸,佔抗生素總使用量的 35%

(餘下的 65%來自人類使用)

。這其中有 786 噸被當作新增劑加入飼料中[5]。這種濫用引發了嚴重的問題,那就是耐藥菌的出現。

“超級細菌”的誕生

隨著抗生素的廣泛使用,耐受抗生素的細菌頻繁出現在人們的視野中。為了應對耐藥菌,人們開發了一代又一代的抗生素。但新藥的開發似乎並不能趕上耐藥菌出現的速度。為了更好的解決這一問題,科學家們也開始研究細菌為何耐藥。

耐藥性相關的基因通常是自然突變的產物。具有耐受抗生素能力的細菌在自然界也一直存在的。但是在抗生素的選擇下,攜帶這類基因的細菌有了一定的生存優勢,所以變得越來越多。這就是為什麼耐藥菌會頻繁出現在我們的視野中。細菌基因組中的耐藥基因會透過分裂生殖傳遞給下一代。但除此之外,質粒上也會載有與耐藥性相關的基因。耐藥性可以隨著質粒在不同細菌之間傳播。這種現象被稱作耐藥性的水平基因轉移

[5]

。也就是說,耐藥性不僅可以在親子代間傳遞,也可以在同物種不同個體,甚至是不同物種的細菌間傳遞。在這些機制的共同作用下,“超級細菌”誕生了。

抗生素新增劑禁令

傳染病學家們曾推測,一些細菌會在家畜身上獲得耐藥性或者成為“超級細菌”,之後跨越物種來到人身上,並在人與人之間傳播。這條傳播鏈正在被包括前述研究在內的眾多研究證實

[1,4]

。鑑於抗生素同時也是人用藥物,耐藥性的出現將對公共衛生安全構成嚴重威脅。因此,部分歐盟國家在上個世紀末就開始關注相關問題了

[3]

。2006 年,歐盟已經全面禁止了將抗生素用作飼料新增劑

[6]

。但相關問題在美國還沒有得到足夠的重視,目前該國仍未下達禁止將抗生素作為飼料新增劑的禁令

[7]

近年來,隨著耐藥性的問題被廣泛關注,我國也開始重視相關問題。中華人民共和國農業部於 2019 年 7 月釋出通告,要求所有藥企從 2020 年 1 月起禁止生產與進口除中藥外的所有促生長類藥物飼料新增劑(包括抗生素),並要求所有飼料生產企業從 2020 年 7 月起停止生產含有促生長類藥物飼料新增劑(中藥類除外)的商品飼料

[8]

。如何在不新增抗生素的前提下保證牲畜業產能,成為了我國畜牧行業的熱點話題。

參考資料:

[1] https://wwwnc。cdc。gov/eid/article/27/3/19-1775_article

[2]https://medicalxpress。com/news/2021-03-antibiotic-resistant-strains-staph-bacteria-pigs。html

[3]https://pubmed。ncbi。nlm。nih。gov/11125553/

[4]www。doi。org/10。3389/fmicb。2014。00282

[5]https://ec。europa。eu/commission/presscorner/detail/en/IP_03_1058

[6]https://ec。europa。eu/commission/presscorner/detail/en/IP_05_1687

[7]https://www。fda。gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/fdas-strategy-antimicrobial-resistance-questions-and-answers

[8]http://www。fgs。moa。gov。cn/flfg/202002/t20200217_6337167。htm