Больше устойчивости к антимикробным препаратам у свиней, чем у бройлеров в Европе

В крупнейшем на сегодняшний день метагеномном исследовании сельскохозяйственных животных Технический университет Дании обнаружил больше устойчивости к антимикробным препаратам у свиней, чем у цыплят-бройлеров, но большее разнообразие генов устойчивости у бройлеров.

Обработка животных противомикробными препаратами может привести к развитию устойчивости у бактерий, и эти устойчивые бактерии могут передаваться человеку через пищевую цепь и при тесном контакте с животными. Для борьбы с устойчивыми бактериями у животных и оценки эффекта политических инициатив, направленных на ограничение присутствия устойчивости, необходимы надежные данные о том, где, какого типа и в каком количестве она существует.

Поэтому Дания уже более 20 лет отслеживает присутствие устойчивости к противомикробным препаратам и их использование у сельскохозяйственных животных и людей через программу мониторинга DANMAP.

Однако текущие методы мониторинга показывают лишь верхушку айсберга, поскольку основаны на выделении и выращивании конкретных болезнетворных микроорганизмов и определении встречаемости устойчивости именно в этих организмах.

Новые методы создают огромные наборы данных

Метагеномное секвенирование, напротив, может дать гораздо более детальную картину масштабов устойчивости, поскольку этот метод картирует весь ДНК-материал в образце, а не только в выбранных организмах. Таким образом, исследователи могут обнаружить устойчивость в организмах, о существовании которых они не подозревали.

Исследователи из Национального института пищевых продуктов Технического университета Дании возглавили крупнейшее на сегодняшний день метагеномное исследование сельскохозяйственных животных, в рамках которого они вместе с другими европейскими учеными картировали масштабы и тип устойчивости, присутствующей у европейских свиней и цыплят-бройлеров.

Исследователи использовали суперкомпьютер DTU Computerome для анализа последовательностей ДНК из образцов фекалий, собранных у более чем 9000 свиней и бройлеров на 359 фермах в девяти европейских странах. Это привело к секвенированию более 5000 миллиардов нуклеотидов ДНК, что эквивалентно более чем 1500 человеческим геномам.

Как ожидаемые, так и удивительные результаты

«Как и в предыдущих исследованиях отдельных видов бактерий, мы обнаружили корреляцию между потреблением и устойчивостью. Таким образом, неудивительно, что мы обнаружили меньшую устойчивость на датских и голландских фермах, где фермеры используют меньшее количество противомикробных препаратов, чем в семи других странах», — говорит постдок Патрик Мунк из Национального института пищевых продуктов.

«Однако стало неожиданностью, что, хотя мы обнаружили больше устойчивости у свиней, чем у бройлеров, разнообразие генов устойчивости было больше у бройлеров. Мы также увидели большие различия в профилях устойчивости между странами, которые обусловлены различиями в использовании противомикробных препаратов, различиями в бактериальном составе и, возможно, другими неизвестными факторами», — добавляет он.

Исследователи также смогли использовать результаты исследования для определения распространенности выбранных проблемных генов устойчивости, таких как mcr-1, который вызывает устойчивость к противомикробному препарату колистину. Анализ показывает, что mcr-1 чаще всего встречается у бройлеров в Болгарии и Италии.

Метагеномные исследования показывают большой потенциал

В отличие от традиционных аналитических методов, необработанные данные метагеномных исследований можно повторно использовать в будущем для изучения других проблем. По мере того как исследователи обнаруживают все больше генов устойчивости, это позволит им перерабатывать сырые данные старых метагеномных исследований, чтобы выяснить, как эти гены возникли и распространились.

«Цифровой архив метагеномных данных от сельскохозяйственных животных имеет большую ценность, и поэтому мы рекомендуем ввести методы мониторинга устойчивости на основе метагеномного секвенирования в дополнение к существующему рутинному мониторингу», — говорит Патрик Мунк.

Исследование проводилось совместно с коллегами по финансируемому ЕС проекту EFFORT. Результаты подробно описаны в научной статье в журнале Nature Microbiology: «Обилие и разнообразие фекального резистома у свиней на убой и бройлеров в девяти европейских странах».

Для исследования образцы были собраны в Бельгии, Болгарии, Дании, Франции, Германии, Италии, Нидерландах, Польше и Испании.