Arzneimittelresistenz: Beeinträchtigt der Einsatz von Antibiotika bei Tieren die menschliche Gesundheit?
Antibiotikaresistenz ist eine globale Krise der öffentlichen Gesundheit. In diesem Spotlight-Feature untersuchen wir den Einsatz von Antibiotika bei Tieren und seine Folgen für die menschliche Gesundheit und decken die kürzlich auf dem London Microbiome Meeting vorgestellten Forschungsergebnisse ab.
Antibiotikaresistenzen stellen sowohl in den USA als auch weltweit eine ernsthafte Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar.
Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) ist die Antibiotikaresistenz für 25.000 Todesfälle pro Jahr in der Europäischen Union und 23.000 Todesfälle pro Jahr in den USA verantwortlich. Bis zu 2 Millionen Menschen in den USA entwickeln jedes Jahr eine medikamentenresistente Infektion.
Bis zum Jahr 2050 prognostizieren einige Forscher, dass Antibiotikaresistenzen jedes Jahr 10 Millionen Todesfälle verursachen und damit Krebs als weltweit häufigste Todesursache übertreffen werden.
Zu den Faktoren, die zu dieser Krise geführt haben, gehören die Überverschreibung von Antibiotika, schlechte Hygiene- und Hygienepraktiken in Krankenhäusern und unzureichende Labortests, mit denen eine Infektion schnell und genau erkannt werden kann.
Ein weiterer Faktor, der zur Arzneimittelresistenz beim Menschen beitragen kann, ist der übermäßige Einsatz von Antibiotika in Landwirtschaft und Landwirtschaft. Die Verwendung von Antibiotika bei Tieren kann das Risiko erhöhen, dass arzneimittelresistente Bakterien entweder durch direkte Infektion oder durch Übertragung von „Resistenzgenen aus der Landwirtschaft auf menschliche Krankheitserreger“ auf den Menschen übertragen werden.
Wie werden Antibiotika derzeit bei Tieren eingesetzt und welche Auswirkungen könnten sie auf die menschliche Gesundheit haben? Auf dem London Microbiome Meeting, das in Großbritannien stattfand, teilte Nicola Evans, eine Doktorandin der Strukturbiologie am King's College London, einige ihrer Erkenntnisse zu diesen Themen mit.
In ihrem Vortrag stützte sich Evans auf ihre Arbeit im britischen Parlament, die hier vollständig gelesen werden kann. In dieser Spotlight-Funktion berichten wir über die wichtigsten Ergebnisse ihres Vortrags.
Weltweiter Einsatz von Antibiotika bei Tieren
Weltweit sind die USA und China die größten Anwender von Antibiotika für die Lebensmittelproduktion. Nach Angaben der Food and Drug Administration (FDA) entfallen 80 Prozent des gesamten Antibiotikaeinsatzes in den USA auf die Landwirtschaft. Schweine und Geflügel erhalten fünf- bis zehnmal mehr Antibiotika als Kühe und Schafe.
Warum werden Antibiotika bei diesen Tieren jedoch so häufig eingesetzt? Eine Antwort ergibt sich aus den Anforderungen der Fleischindustrie, die die Gesundheit der Tiere belasten.
Das Züchten von Fleischtieren ist ein besonders intensiver Prozess, bei dem beispielsweise Schweinsauen nicht genügend Zeit eingeräumt wird, um sich zwischen den Geburten zu erholen. Dies beeinträchtigt das Immunsystem.
Außerdem leben Schweine und Hühner auf engstem Raum, was ihren Stress und das Risiko einer Krankheitsübertragung erhöht.
Zusätzlich werden manchmal Antibiotika verwendet, um das Wachstum der Tiere zu beschleunigen. Studien haben beim Menschen gezeigt, dass Antibiotika das Risiko für Gewichtszunahme und Fettleibigkeit erhöhen, da sie nützliche Darmbakterien auslöschen, die zur Gewichtsregulierung beitragen.
Bei Tieren wurde dieses Phänomen jedoch als positiv bewertet, wobei mehrere Länder immer noch Antibiotika als Wachstumsförderer verwenden.
Bis vor einem Jahr verwendeten US-amerikanische Landwirte Antibiotika als Wachstumsförderer, aber die Praxis wurde seitdem verboten. China und die E.U. haben diese Praxis ebenfalls verboten, aber viele andere Länder verwenden weiterhin Antibiotika, um das Wachstum von Tieren zu fördern, erklärte Evans.
Schließlich trägt auch die prophylaktische oder vorbeugende Verwendung von Antibiotika zum Problem bei. Viele Betriebe geben Küken Antibiotika, sobald sie geboren werden, unabhängig davon, ob sie krank sind oder nicht.
Antibiotika und das tierische Mikrobiom
Die Entwöhnungspraktiken in landwirtschaftlichen Betrieben beeinflussen das Mikrobiom der Tiere und führen zu einem falschen Bedarf an Antibiotika. Wie Evans in ihrem Vortrag erklärte, werden Ferkel ihren Müttern zu früh weggenommen - das heißt, bevor sie die Chance hatten, ein starkes Immunsystem oder einen gesunden, voll ausgereiften Magen-Darm-Trakt zu entwickeln.
Zum Beispiel würden Ferkel natürlich entwöhnen, wenn sie etwa 3 bis 4 Monate alt sind.
In den USA werden Ferkel jedoch im Alter von 17 bis 28 Tagen entwöhnt.
Evans erklärte, dass der fehlende Zugang zu den natürlichen Antikörpern in der Muttermilch das Immunsystem der Tiere beeinträchtigt. Es wurde auch festgestellt, dass eine „abrupte“ Entwöhnung das Risiko einer Magen-Darm-Erkrankung bei Kälbern und Lämmern erhöht.
Diese Krankheiten erfordern wiederum den Einsatz von Antibiotika, manchmal prophylaktisch. Zum Beispiel können Ferkel, Kälber und Lämmer Durchfall nach dem Absetzen und damit verbundene Infektionen haben. Deshalb geben die Landwirte ihnen Antibiotika, um solche Infektionen zu verhindern.
Evans erklärte in ihrem Vortrag auch, dass das Mikrobiom eines Schweins „bei der Geburt kolonisiert und anschließend während der Saugperiode und der Entwöhnungsperiode modifiziert wird“. Während dieser Zeit diversifiziert sich das Darmmikrobiom.
Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass ein plötzliches Absetzen, das eine drastische Änderung der Ernährung und der Umwelt mit sich bringt, zu einem Verlust der mikrobiellen Vielfalt und einem Ungleichgewicht zwischen nützlichen und schädlichen Bakterien im Darm führen kann.
Darüber hinaus haben von Evans zitierte Genomstudien einen dramatischen Anstieg von festgestellt Escherichia coli im Dünndarm der Schweine nach Erhalt von Antibiotika. E coli ist für die Hälfte aller Ferkeltoten weltweit verantwortlich.
Die Umwelt eines Tieres spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung eines vielfältigen und gesunden Mikrobioms. Frühere Studien haben beispielsweise herausgefunden, dass das Mikrobiom eines Schweins durch etwas so Einfaches wie das Vorhandensein von Stroh beeinflusst werden kann.
Stroh in der Umwelt zu haben, führte bei Schweinen zu einem unterschiedlichen Anteil an Darmbakterien, und Stroh war mit einem geringeren Risiko für die Entwicklung eines Fortpflanzungs- und Atmungssyndroms bei Schweinen verbunden.
Wie Evans in ihrem Vortrag feststellte, ist das Geflügelmikrobiom noch stärker von intensiven landwirtschaftlichen Praktiken betroffen als das des Schweins.
Der Hauptgrund dafür ist, dass bei Vögeln die frühe Darmbesiedlung während der Entwicklung des Eies im Eileiter der Mutter auftritt. Die Küken absorbieren in diesem Stadium Mikroorganismen von der Mutter sowie durch die Poren der Eier während des Brütens.
Sobald die Küken geschlüpft sind, reichern sie ihr Mikrobiom weiter an, indem sie Kot ausgesetzt werden. In modernen landwirtschaftlichen Systemen werden die Eier jedoch der Mutter weggenommen und an der Oberfläche gereinigt, wodurch die nützlichen Bakterien entfernt werden.
Wenn die Eier schlüpfen, erhalten die Küken keinen Zugang zu einem Außenbereich, in dem sie Zugang zu Kot und anderen Quellen nützlicher Bakterien haben würden. Sie interagieren auch nicht mit erwachsenen Hühnern.
Schließlich können die überfüllten Bedingungen, unter denen Hühner oft leben, Hitzestress verursachen. Dies ist wiederum ein fruchtbarer Boden für die Entwicklung von E coliund Salmonellen Infektionen. Dies ist ein weiteres Beispiel dafür, wie die Umwelt das Mikrobiom der Vögel beeinflussen kann.
Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit
Was bedeutet dieser Einsatz von Antibiotika bei Tieren für die menschliche Gesundheit? Wir haben mit Evans über die möglichen Auswirkungen auf die Antibiotikaresistenz beim Menschen gesprochen.
"Das Wichtigste, was zu beachten ist", sagte sie, "ist das jedes Mal Antibiotika werden verwendet, egal ob bei Tieren oder Menschen. Sie riskieren die Auswahl von arzneimittelresistenten Bakterien. Wir müssen [Antibiotika] für den Einsatz bei Tieren und Menschen schützen, um sicherzustellen, dass sie in Zukunft zur Behandlung von Infektionen eingesetzt werden können. “
Es gibt einige Hauptwege, auf denen Antibiotika bei Tieren den Menschen beeinflussen können, erklärte Evans. Erstens kann der direkte Kontakt zwischen Tieren und Menschen Krankheiten verursachen. "Zum Beispiel", sagte der Forscher, "laufen Landwirte Gefahr, von der Livestock-Associated MRSA (LA-MRSA) kolonisiert zu werden."
"LA-MRSA ist nicht so gefährlich wie [Hospital-Associated] -MRSA", erklärte sie, "da es für Tiere geeignet ist und sich nicht so leicht von Person zu Person ausbreitet. Es besteht jedoch das Risiko, dass sich Bakterien verändern und an den Menschen anpassen “, warnte Evans.
Sie zitierte eine dänische Studie, in der festgestellt wurde, dass 40 Prozent des kommerziell verkauften Schweinefleischs Methicillin-resistent waren Staphylococcus aureus (MRSA).
Eine Überprüfung bestehender Studien zur Schweinefleischproduktionskette ergab, dass „der Schlachtprozess eine entscheidende Rolle bei der MRSA-Übertragung vom Betrieb zur Gabel spielt“.
Eine zweite Möglichkeit, wie der Einsatz von tierischen Antibiotika den Menschen beeinflussen kann, ist der Verzehr von Antibiotika-Rückständen in Fleisch, die dann „einen Selektionsdruck zugunsten von [antibiotikaresistenten] Insekten beim Menschen ausüben“, erklärte Evans.
„Das Risiko dafür wird in der Europäischen Union jedoch als sehr gering angesehen. und Amerika “, fuhr sie fort.
"In diesen Gebieten gibt es eine sogenannte Wartezeit, in der die Antibiotikabehandlung eines Tieres gestoppt wird, damit Antibiotika das System reinigen können, bevor das Tier für Fleisch ausgesondert oder gemolken wird."
Dies gilt sowohl für ökologische als auch für nichtorganische Anbaumethoden, so Evans. Nach der Wartezeit sagte sie: "Es wird angenommen, dass die Antibiotika-Spiegel in der Nahrung mehrere hundert Mal unter den Spiegeln liegen, die Bakterien in irgendeiner Weise beeinflussen sollten."
Schließlich können die im Fleisch vorhandenen antibiotikaresistenten Bakterien antimikrobielle Resistenzen auf menschliche Bakterien übertragen. Das Risiko hierfür ist jedoch aufgrund hoher Kochtemperaturen sehr gering.
"Wegen der Wartezeit", sagte Evans, "ist es sehr unwahrscheinlich, dass Antibiotika-Rückstände im Fleisch das [menschliche] Mikrobiom beeinflussen."
Insgesamt erzählte der Forscher Medizinische Nachrichten heute„Ich denke, dass jeder Einsatz von Antibiotika ein Risiko für die menschliche Gesundheit darstellt und dass die Reduzierung des unnötigen Einsatzes von Antibiotika bei Tieren Teil der Gesamtlösung sein sollte. „
„Antibiotika sind benötigt […], um die Gesundheit und das Wohlergehen der Tiere zu schützen, sollte aber nur verwendet werden, wenn die Tiere krank sind und nicht für Wachstumsförderer verwendet werden oder um zu verhindern, dass Tiere überhaupt krank werden. Die Verwendung von Tieren sollte jedoch nicht die Tatsache beeinträchtigen, dass die überwiegende Mehrheit der Antibiotikaresistenzen beim Menschen durch Überbeanspruchung beim Menschen verursacht wird. "
„[C] Derzeitige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Antibiotika-Rückstände in Fleisch keinen direkten Einfluss auf die menschliche Gesundheit haben. Das Risiko, bei Tieren antibiotikaresistente Bakterien zu erzeugen, birgt jedoch ein potenzielles Risiko für den Menschen. Der Einsatz von Antibiotika beim Menschen ist jedoch in beiden Punkten weitaus schädlicher. “
Nicola Evans
