Инфекционные заболевания и заболевания, связанные с бактериями, являются причиной довольно значительной части смертей сельскохозяйственных птиц и животных. Некоторые из бактерий патогенны и для человека, их присутствие в продуктах питания может представлять опасность для его здоровья, а иногда – и жизни.
К актуальным для нашей страны возбудителям бактериальных инфекций птиц можно отнести Y. enterocolitica, Salmonella enterica, Avibacterium spp., Pasteurella spp., Listeria monocitogenes, Gallibacterium anatis, Lactobacillus salivarius (патогенные формы), Enterococcus cecorum, E.coli, Mycoplasma spp., Pseudomonas aeruginosa, Clostridium perfringens и многие другие [2, 5, 7]. Следует отметить, что большая часть перечисленных микроорганизмов не культивируется в лабораториях птицефабрик. Выделение и подтитровка на антибиотики культур кишечной палочки или стафилококков никак не могут заменить изоляцию всего многообразия этиологических агентов бактериальных инфекций.
С одной стороны, использование антибиотиков в животноводстве повышает риск попадания антибиотикоустойчивых микроорганизмов в организм человека с продуктами питания, а с другой – встает вопрос, не приведет ли ограничение потребления антибиотиков в животноводстве к росту заражения людей патогенными бактериями и повышению вероятности появления антибиотикоустойчивых штаммов. В этом случае возрастет потребление антибиотиков населением.
Из нашего опыта следует, что работа бактериологических лабораторий птицефабрик порой приносит больше вреда, чем пользы. Выделение не основной причины гибели птицы, а наиболее легко культивируемых микроорганизмов дезориентирует врача и приводит к назначению неактуальных антибиотиков. Кроме того, многие бактерии могут быть выделены только от живой птицы, и доставка проб биоматериала в посторонние лаборатории часто сопровождается гибелью притязательных микроорганизмов (пастерелл, возбудителей гемофилеза и орнитобактериоза). Из данных наблюдений вытекают два вывода:
- наиболее надежным критерием эффективности антибиотика является мониторинг результатов его применения на птицефабрике.
- на крупных птицефабриках лабораторно-диагностические лаборатории необходимо развивать до общемирового уровня и включать в выполняемые ими функции элементы научно-исследовательской работы.
Проблема развития антибиотикорезистентности по-прежнему стоит остро: мы регулярно выделяем полирезистентные, т. е. устойчивые к широкому спектру антибиотиков культуры E. coli и Salmonella spp., и ряду птицефабрик уже нельзя предложить антибиотик, обладающий достаточной активностью в отношении сальмонелл или кишечной палочки. Решение данной проблемы следует разбить на две части:
- профилактика возникновения антибиотикорезистентности и минимизация рисков распространения антибиотикорезистентных микроорганизмов включая их попадание в продукты птицеводства;
- терапия и профилактика заболеваний, вызванных антибиотикорезистентными бактериями.
Наибольший риск развития антибиотикорезистентности обеспечивает повторное применение антибактериального препарата одной группы в пределах одного тура в одном и том же птичнике. Вторым по значимости фактором является использование комплексных антибиотиков (нередко это провоцирует бактериальные клетки вырабатывать столь же «комплексный» ответ, например эффлюкс).
Необоснованное применение антибиотиков и низкая их эффективность – повод для увеличения курсовых доз и кратности курсов лечения, а это, в свою очередь, ускоряет формирование устойчивых штаммов бактерий.
Мероприятия санитарного характера и биозащита предприятия – мощный фактор профилактики антибиотикорезистентности. Однако следует учитывать, что уничтожение устойчивых к антибиотикам микроорганизмов путем дезинфекции может быть недостаточным, важно разрушить и генетический материал, потенциально содержащий гены антибиотикорезистентности. К наиболее эффективным дезинфектантам, разрушающим ДНК, можно отнести персульфаты (Экоцид) (рис. 1.), хлорсодержащие антисептики и кислоты. Альдегиды, гуанидины и четвертичные аммонийные соединения не способны подавлять горизонтальный перенос генетических факторов устойчивости к антибиотикам [3].
Рис. 1. Подавление устойчивости к ампициллину путем разрушения плазмид с геном лактамазы. Результаты трансформации плазмиды pBlueskript, подвергнутой воздействию препаратов Экоцид (1) и HPPI (2), культуры E.coli XL Blue
На протяжении последних лет в секторе молекулярной биологии СФНЦА РАН часто выделяются культуры кишечной палочки и сальмонелл, устойчивые к широкому спектру антибиотиков (фторхинолонам, лактамам, аминогликозидам) именно на птицефабриках, предпринявших попытку тотального отказа от данных препаратов. Резистентность к антибиотикам у этих микроорганизмов реализуется с помощью эффлюкса – системы активного выброса токсичных ксенобиотиков (рис. 2, 3), к которым относятся и многие антибиотики (энрофлоксацин, гентамицин, хлорамфеникол, флорфеникол и др.).
Для активного выброса используется система насосов, запускаемых с использованием сложной системы регуляции в ответ на оксидативный стресс, действие некоторых дезинфектантов и положительно заряженных молекул. Так, например, микотоксин цитринин, продуцируемый микроскопическими грибами родов Penicillium и Aspergillus, обладает антибактериальной активностью, вызывает дисбиоз кишечника и, в отличие от антибиотиков, попадает в организм с кормом ежедневно. Наши исследования показали наличие активации эффлюкса у сальмонелл под действием цитринина.
Таким образом, качество кормов может оказаться даже более значимым фактором, влияющим на устойчивость микробиоты птиц к антибактериальным препаратам, так как нередко птицы потребляют микотоксины непрерывно и в существенно больших концентрациях, чем антибиотики.
Что касается терапии и профилактики заболеваний, вызванных антибиотикорезистентными бактериями, картина здесь следующая.
Во-первых, далеко не всегда мы видим корреляцию результатов подтитровки на антибиотики и клинической эффективностью последних. Размеры отечественных птицефабрик велики, уровень биозащиты и высокая культура производства способствуют ограничению спектра возбудителей бактериальных инфекций. Именно поэтому результаты ограниченных экспериментов с лекарственными препаратами можно смело экстраполировать на птичники.
Во-вторых, механизмы действия многих антибиотиков до конца еще не изучены [4]. Например, некоторые антибиотики способны активировать лизогенные бактериофаги (многие бактериальные клетки содержат в своем составе неактивные бактериофаги в виде профагов). Как следует из наших исследований, наиболее часто наблюдается активизация бактериофагов под действием сульфаниламидных антибиотиков, доксициклина, флорфеникола [4]. Возможно, необъяснимо высокая клиническая эффективность сульфаниламидных препаратов обусловлена именно этим фактором. В итоге представляется перспективным использовать препараты бактериофагов в качестве дополнительного фактора для борьбы с антибиотикорезистентными формами бактерий [6].
Высокую клиническую эффективность показали челночные схемы антибиотикотерапии. Например, 2–3 дня квестигин и 2–3 дня гентамицин или 3 дня флорон и 2 дня гиракса. Преимуществом таких схем является дополнительное подавление вторым антибиотиком бактерий, приобретших устойчивость к первому. При терапии кишечных инфекций нередко развивается постантибиотический дисбиоз. В такой ситуации дополнительное введение колистина обеспечивает пребиотический эффект и минимизирует риски реинфекции.
В подавляющем большинстве случаев массовые бактериальные инфекции развиваются на фоне инфекций вирусных. Из наших наблюдений следует, что разные вирусные агенты провоцируют разные вторичные бактериальные инфекции. Например, метапневмовирусная инфекция часто влечет за собой орнитобактериозы и пастереллезы. Эшерихиозы чаще возникают на фоне всплеска ИБК, ИЛТ, болезни Гамборо и НБ. Флавивирусная инфекция кур обычно провоцирует иерсиниозы [1].
Синдром везикулярного энтерита резко повышает риск развития кормовых бактериальных токсикоинфекций, энтерококковых инфекций и бактериального эндокардита, ассоциируемого с L. salivarius [7]. Наблюдаемый последние два года парвовирусный энтерит цыплят обычно ассоциируется с широким спектром вторичных бактериальных инфекций, плохо поддающихся антибиотикотерапии. Как правило, противодействие первичным вирусным инфекциям позволяет добиться лучшего клинического эффекта.
Однако птицефабрики с высоким уровнем сохранности часто отличаются от птицефабрик с меньшим уровнем сохранности эффективной биозащитой и высокой антагонистической активностью у птиц кишечной микробиоты, а не интенсивным потреблением ими антибиотиков.
Рис. 4. Кутикулиты вызванные флавивирусной инфекцией и очаговые поражения печени ассоциируемые с иерсиниозом
Заключение
Комплекс мероприятий, нацеленных на борьбу с антибиотикорезистентными формами микроорганизмов, в первую очередь должен обеспечивать на птицефабрике биозащиту и минимизацию рисков развития устойчивости бактерий к антибиотикам при неправильном использовании данных препаратов.
Авторы:
В. Н. Афонюшкин, кандидат биологических наук, зав. сектором молекулярной биологии, Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий РАН и Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Новосибирск
А. Н. Аксенов, руководитель отдела, ООО «КРКА Фарма», Москва
И. Н. Гусева, продакт-менеджер, ООО «КРКА Фарма», Москва
Библиографические ссылки:
1. Афонюшкин В. Н., Аксенов А. Н., Филипенко М. Л. Обнаружение антител к флавивирусам у бройлеров с пониженной продуктивностью // Ветеринария. 2015. № 12. С. 24–27.
2. Афонюшкин В. Н. Изучение видового разнообразия микрофлоры зерна // Птицеводство. 2010. № 10. С. 47–49.
3. Влияние дезинфицирующих средств на генетический материал патогенов, специфичных для мясоперерабатывающей промышленности / В. Н. Афонюшкин, К. А. Табанюхов, В. С. Черепушкина, Ю. С. Хоменко, О. П. Татарчук // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. 2016. № 1. С. 17–19.
4. Изменение устойчивости Salmonella enterica и Pseudomonas aeruginosa к антибактериальной и иммобилизационной активности хлорамфеникола / В. Н. Афонюшкин, И. Н. Троменшлегер, М. Л. Филиппенко, М. А. Титова // Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2013. № 5. С. 66–74.
5. Обнаружение генов патогенности и антибиотикорезистентности S. enterica у некоторых микроорганизмов сем. Enterobacteriaceae / В. Н. Афонюшкин, Ю. Г. Юшков, А. С. Донченко, Т. В. Сподырева, М. Л. Филипенко // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 2. С. 67.
6. Перспективы использования бактериофагов в качестве альтернативы антибиотиков / В. Н. Афонюшкин, Е. В. Дударева, В. С. Черепушкина, М. Л. Филипенко, Ю. Н. Козлова, С. М. Березин // Ветеринария. 2017. № 7. С. 14–17.
7. Эпизоотии бактериальных эндокардитов / В. Н. Афонюшкин, Л. И. Малахеева, Е. В. Дударева, М. Л. Филипенко // Птицеводство. 2012. № 9. С. 41–44.
