ניתוח עולמי מגלה כי חיידקים בבעלי חיים ובני אדם חולקים גנים עמידים באמצעות שימוש באנטיביוטיקה חקלאית, ומדגישים צורך דחוף לחשוב מחדש על תקנות התרופות החקלאיות.
מחקר: הגנים של ההתנגדות ליונופור NARA ו- NARB נפוצים גיאוגרפית וקשורים להתנגדות לאנטיביוטיקה חשובה רפואית. קרדיט תמונה: Thammachak Sotiya / Shutterstock
במאמר שפורסם לאחרונה ב- Msphere בדקו החוקרים את ההתפלגות הגלובלית של התנגדות יונופור שהוענקו על ידי שני גנים, NARA ו- NARB, ואת הקשרים הגנטיים שלהם לגנים הקשורים להתנגדות אנטי -מיקרוביאלית (AMR). הם מצאו כי 2,442 מבודדי חיידקים מ -51 מדינות הכילו NARAB, לעתים קרובות בשילוב עם גנים המעניקים עמידות לאנטיביוטיקה אנושית קריטית. תוצאות אלה מדגישות את הסיכונים המשמעותיים של בחירה משותפת ל- AMR הרלוונטי לבני אדם באמצעות יונופורים בחקלאות.
רֶקַע
יונופורים הם אנטיביוטיקה הנפוצה בחקלאות של בעלי חיים, בעיקר כאנטי-קוקידיאליות בעופות ולקידום צמיחה בבקר ובחזירים. בשנת 2022 הם היוו 37% מהאנטיביוטיקה המשמשים בבעלי חיים המייצרים מזון בארה"ב.
מכיוון שיונופורים אינם משמשים ברפואה אנושית בגלל רעילות, הם מסווגים כסיכון נמוך לתרומה ל- AMR אנושי ומווסתים פחות באופן פחות מחמיר מאשר אנטיביוטיקה אחרת.
עם זאת, מחקרים אחרונים עוררו חששות כי יונופורים יכולים לקדם בעקיפין את AMR באמצעות בחירה משותפת. זה יכול להתרחש בשתי דרכים: באמצעות הצמדה גופנית, כאשר הגנים ממוקמים זה בזה באותו פיסת DNA (כמו פלסמיד), או כאשר הם קיימים באותו גנום של מיני חיידקים משובטים ברובם. מיקוד אחד היה באופרה של נאראב ב Enterococcus faeciumהמספקת עמידות למספר יונופורים ונמצאה על פלסמידים הנושאים גנים עמידות בפני וונקומיצין, אריתרומיצין וטטרציקלין.
בחירה משותפת יכולה להתרחש אם גנים כאלה יועברו יחד, אפילו בהיעדר לחץ אנטיביוטי ישיר מ- MIAs. לדוגמה, ירידה ב Vancomycin עמידה Enterococcus נצפתה בנורבגיה לאחר שהשימוש ביונופורים בעופות נפסק. למרות האותות הללו, התפשטות הגאוגרפית המלאה והעקביות של אסוציאציות AMR של NARAB נותרו ברובם ללא מסודרות.
על המחקר
כדי לטפל בפער הידע הזה, החוקרים השתמשו במערך נתונים גלובלי זמין לציבור כדי להעריך עד כמה נרב נרחב ובאיזו מידה הוא קשור גנטית לגנים של AMR רלוונטיים קלינית. החיפוש התמקד בגנום חיידקי מצוין המכיל NARA, ורק מבודדים המכילים גם NARB נשמרו, וכתוצאה מכך 2,442 גנומים מתאימים. אלה נותחו עבור אורגניזם מארח (כמו אנושי, עופות או בקר), מיני חיידקים, גנים AMR הקשורים ומדינת מוצא.
כדי להעריך את הפוטנציאל לבחירה משותפת, הצוות מדד את התדירות שבה גנומים חיוביים ל- NARAB הכילו גם גנים או מוטציות עמידות הקשורות ל- MIAs. הם חישבו את המספר הממוצע של גנים ומוטציות התנגדות לגנום. הם השתמשו בבדיקות אסוציאציה סטטיסטיות כדי לקבוע אם סביר להניח כי קובעי AMR מסוימים יתקיימו במבודדים חיוביים ל- NARAB של Enterococcus faecalis וכן E. faeciumו גנים ומוטציות נקודה עם אסוציאציות חזקות סומנו כעדות פוטנציאלית לבחירה משותפת.
החוקרים דמיינו גם את המינים הגאוגרפיים ומינים מארחים באמצעות מפות וחלילות בועה, תוך סיכום השכיחות של NARAB במינים חיידקים שונים ואורגניזמים מארחים, כולל בני אדם. הניתוח שלהם התמקד בנוכחות/היעדרות מגמות, בהתחשב בדגימה גלובלית לא אחידה ולא ניסו להשוות בין שכיחות במדינות.
התפלגות NARA/b. (א) מפת העולם המציגה את ההתפלגות הגיאוגרפית של NARAB. (ב) התפלגות NARAB בקרב מינים חיידקיים ומארחים. גודל הבועה פרופורציונלי למספר המבודדים שהתגלו. ארבעה מינים חיידקיים אינם נכללים כתוצאה מגדלי הדגימה הכוללים של פחות מ- 5 (קמפילובקטר ג'ג'וני, Clostridium Perfringens, Listeria Innocua ו- Streptococcus agalactiae).
ממצאי מפתח
המחקר מצא כי גנים של NARAB ב -2,442 מבודדים חיידקים מ -51 מדינות, והדגימו נוכחות עולמית בכל היבשות למעט אנטארקטיקה. הגנים זוהו בעשרה מינים חיידקיים, בעיקר Enterococcus faecalis וכן E. faeciumו
מבודדים הגיעו ממארחים מגוונים, כולל בני אדם, בקר, חזירים ועופות, ומעל 500 מבודדים שמקורם בבני אדם נשאו NARAB, ואתגרו את ההנחה כי גנים אלה מוגבלים להקשרים שאינם אנושיים ומדגישים את קשרי הבריאות האנושיים ובעלי חיים.
ניתוח גנומי העלה כי מבודדים חיוביים ל- NARAB הכילו בממוצע 8.26 גנים נוספים של AMR ומוטציות של 2.13 נקודה שהעניקו עמידות. גנים שכיחים של AMR כללו ERMB (עמידות לאריתרומיצין), TET (M) (עמידות לטטרציקלין) ו- AAC (6 ′)-I (עמידות לאמינוגליקוזיד). התגלו מוטציות הקשורות להתנגדות לתרופות כמו דפטומיצין ואמפיצילין.
ב E. faecalis13 גנים של AMR, כולל כל הגנים של אשכול VANA (הקשורים להתנגדות לוונקומיצין), הראו קשרים חיוביים חזקים עם NARAB. ב E. faeciumNARAB היה קשור ל -11 גנים AMR ו -4 מוטציות הקשורות להתנגדות.
ממצאים אלה חושפים תבנית סטטיסטית חזקה המרמזת על בחירה משותפת, כאשר גנים התנגדות ליונופור קשורים גנטית לגנים AMR הרלוונטיים לבריאות האדם. העדויות תומכות ברעיון ששימוש ביונופור בחקלאות עשוי לבחור שלא בכוונה עבור AMR רחב יותר, כולל התנגדות לאנטיביוטיקה חשובה קריטית.
מסקנות
מחקר זה מאתגר את ההנחה ארוכת השנים כי השימוש ביונופורים בבעלי חיים אינו קשור לסיכוני התנגדות אנטי-מיקרוביאלית אנושית. הגילוי הנרחב של NARAB במדינות מרובות, מינים חיידקיים ואפילו מבודדים שמקורם בבני אדם מרמז כי עמידות ליונופור אינה מוגבלת לחקלאות של בעלי חיים.
הקשר הגנטי העקבי בין NARAB להתנגדות לאנטיביוטיקה חשובה רפואית, במיוחד ב Enterococcus faecalis וכן E. faeciumהדגש כיצד הצמדה גנטית מספקת מסלול ברור לבחירה משותפת, כאשר השימוש ביונופור עשוי לקדם בעקיפין AMR רלוונטי קלינית.
חוזק מפתח של המחקר הוא היקפו הגלובלי, תוך שימוש במערך נתונים גדול זמין לציבור כדי לספק תובנות גנומיות וגיאוגרפיות מקיפות. עם זאת, דגימה לא אחידה מגבילה את ההערכה ההשוואתית של השכיחות בין מדינות. בנוסף, למרות שהמחקר חושף קשרים בין גנים של NARAB ו- AMR, הוא אינו יכול לבסס באופן סופי סיבתיות או את הכיוון העיקרי של העברת גנים; עם זאת, העברה מחיות משק לבני אדם מופיעה ככל הנראה.
בסך הכל, הממצאים מראים כי השימוש ביונופור עשוי להוות סיכון AMR המוכר תחת הכרה, ולהדגיש את הצורך לשקול מחדש כיצד מוסדרים אנטיביוטיקה כזו ולהדגיש כי אפילו תרופות שלא נעשה שימוש ברפואה אנושית יכולות לתרום למשבר ה- AMR הרחב יותר.
