Aslam B, Khurshid M, Arshad MI, Muzammil S, Rasool M, Yasmeen N, Shah T, Chaudhry TH, Rasool MH, Shahid A, Xueshan X, Baloch Z. Antibiotic Resistance: One Health One World Outlook. Front Cell Infect Microbiol. 2021 Nov 25;11:771510. doi: 10.3389/fcimb.2021.771510. PMID: 34900756; PMCID: PMC8656695.

抗生素耐药性:同一个健康同一个世界观

抗生素耐药性(ABR)是全球日益严重的公共卫生问题,现在被视为一个关键的“同一个健康”问题。“同一个健康”的相互关联的领域有助于抗生素耐药微生物在当地和全球范围内的出现、进化和传播,这是全球健康的重要风险因素。抗性微生物物种的持续和传播,以及人类-动物-环境界面决定因素的关联可以改变微生物基因组,从而在各种生态位中产生抗性超级细菌。ABR 的动机是三个领域之间建立的良好人类、动物和环境健康。因此,通过“同一个健康”方法解决ABR问题是有意义的。一些国家根据粮食及农业组织(粮农组织)-世界动物卫生组织(OIE)-世界卫生组织(世卫组织)三方承诺准则,实施了基于“同一个健康”方法的国家行动计划,以对抗抗生素耐药微生物。ABR已被确定为全球健康问题,正在努力减轻这一全球健康威胁。总而言之,需要基于“同一个健康”原则的全球跨学科和统一方法,以限制ABR传播周期,提高对抗生素使用的认识和教育,并促进政策,宣传和抗微生物药物管理。

抗生素耐药性(ABR)是一个全球性的健康问题,与人类、动物和环境因素有关。ABR 需要一种多学科、多部门和协调的方法来解决人类-动物-环境界面的健康威胁,这些威胁属于“同一个健康”概念的保护伞(Robinson 等人,2016 年)。“同一个健康”认识到人类、动物和环境之间有着千丝万缕的联系,以实现更好的社区健康和福祉。“同一个健康”是一个跨学科的整体概念,考虑到人类和动物健康与它们所居住的生态系统相关的相互依存关系。国际货币基金组织(IMF)、世界银行、世界卫生组织(WHO)和八国集团等主要监管机构宣布ABR是21圣世纪。所有这些论坛都确认,ABR 需要协调和跨学科的努力,因为不同的生态系统参与了 ABR 的获取、出现和分配(Hernando-Amado 等人,2019 年)。ABR的出现和多重耐药病原体的传播动力学属于“同一个健康”案例研究,表明人类,动物和环境专业人员在缓解全球ABR方面发挥着不可或缺的协作作用。

在全球范围内,“同一个健康同一个世界”概念整合了分子流行病学方面,有助于理解全球范围内病原体/媒介、宿主(人类/动物)和相关环境中ABR的进化或遗传相关性。世界贸易、冲突、流离失所、旅行、人类和动物迁徙等社会经济因素是 ABR 全球传播的重要驱动力(McMichael,2015 年;埃尔南多-阿马多等人,2019 年)。鉴于在当地,它强调地理上接近的生态系统,这在 ABR 的出现和分布中起着至关重要的作用。最近,在这种情况下,智利-瑞典合作采取了“同一个健康——同一个世界”倡议,在全球范围内控制 ABR(Cabrera-Pardo 等人,2019 年)。

动物和人类抗生素使用不足、受污染的环境和无效的感染控制政策是 ABR 在当地和全球传播的原因之一(Marti 等人,2014 年;布罗和卡斯博勒,2017)。由于在人类、动物、群落和相关环境中不合理使用抗生素,导致药物残留或耐药基因在环境中持续存在,因此出现了耐药库。多个环境水库是ABR传播的一部分,包括土壤,水,医院,工业,农场废物和各种受污染的生态位(Marti等人,2014;Huijbers et al., 2015) (图1).ABR 本地和全球分布的驱动因素包括在动物和人类中轻率地使用抗生素、受污染的环境以及感染控制政策不足(Marti 等人,2014 年;布罗和卡斯博勒,2017)。由于在人类、动物、群落和相关环境中不合理使用抗生素,导致药物残留或耐药基因在环境中持续存在,因此出现了耐药库。多个环境水库是ABR传播的一部分,包括土壤,水,医院,工业,农场废物和各种受污染的生态位(Marti等人,2014;Huijbers等人,2015)。具有抗性基因的病原体在人类,动物和相关环境中或之间更容易贩运或溢出(Woolhouse和Ward,2013;福尔摩斯等人,2016 年)。然而,最近,一些研究人员质疑动物生产对ABR危机的贡献,因为他们描述了人类有限的牲畜或水产养殖相关感染(Chang等人,2015)。

抗生素有哪几种比较好(同一个健康同一个世界观)(1)

图1与 ABR 相关的潜在“同一个健康”驱动因素。

通过考虑多部门和协调的“同一个健康”方法来解决ABR是合理的(O'Neill,2015年;福尔摩斯等人,2016 年)。One Health赞同人口的持续增长受到气候变化和自然资源减少的影响,因此各个学科可以共同努力,促进人类,动物和生态系统的全球健康安全(So et al.,2015)。在ABR的背景下,由于多重耐药性(MDR)超级细菌的出现和流行增加,例如金黄色葡萄球菌(S. aureus),大肠杆菌(E. coli)和肺炎克雷伯菌(肺炎克雷伯菌),人类健康被视为相互依存的动物和相关环境健康的优先事项。据估计,ABR 对全球人口构成重大健康负担(Prestinaci 等人,2015 年;O'Neill,2016 年),估计有 20 万新生儿死于 MDR 病原体相关败血症。在这些新生儿死亡中,约有10万例来自五个国家,即中国、刚果、尼日利亚、巴基斯坦和印度(Malik et al.,2019)。

本综述强调了ABR的“同一个健康同一个世界”的观点,介绍了ABR的相互关联和多部门性质,以及人类,动物和相关环境的关键健康或疾病考虑因素。强调了在地方和全球层面实施“同一个健康”方法和控制ABR的挑战和因素。还总结了粮食及农业组织(粮农组织)-世界动物卫生组织-世卫组织三方承诺发起的“同一个健康”行动计划,以控制人畜共患疾病和ABR。

转到(G):

划定 ABR 中涉及的单一健康领域

根据世卫组织的建议,ABR应该专门用于描述耐药细菌,因为人类和动物本身还没有产生抗生素耐药性(Hernando-Amado等人,2019)。ABR是“同一个健康”研究的重要组成部分,因为它是全球公共卫生,食品安全和粮食安全的主要关注点。与 ABR 直接相关的“同一个健康”的主要领域包括 ABR 的监测和报告、跟踪人类-动物-环境三合会中 MDR 病原体的传播动态、意识、社区教育、政策决策以及为减少 ABR 准备技术人员。在人类临床环境中,可以使用“抗生素耐药性感染或抗生素耐药性患者”,因为该术语描述了携带抗生素耐药病原体的患者,并且谁是 ABR 分布的潜在危险因素。在环境环境中,与耐药病原体相关的医院获得性感染可被描述为“抗生素耐药医院”,以抑制ABR的传播(Donker等人,2012)。术语“抗生素耐药性环境”,如受污染的土壤、受污染的河流、污水、废物等,将允许对不同的环境生态位及其潜在的ABR传播风险进行分级。

为了制定识别 ABR 耐药患者、医院和环境的标准,WHO 通过使用各种新型分子工具(如实时 PCR、基因捕获工具和全基因组测序等)优先检测含有抗生素耐药基因 (ABRG) 的耐药细菌(Lanza 等人,2018 年;塔科内利等人,2018 年;Pärnänen 等人,2019 年)。对ABRG和耐药细菌的详细分析也至关重要,因为ABR从受污染的环境传播到未受污染的环境生态位(Martínez,2011)。

ABR在人-动物-环境界面的分子流行病学和遗传相关性是减轻ABR微生物全球负担的关键组成部分。ABR需要定期评估的综合型监测计划,以确认其在相关领域的适当性和适用性。在这方面,有几种描述监测不同方面的工具可用,例如,渐进式管理途径(AMR-PMP;粮农组织),“同一个健康”评价网络;欧盟成本)和SURVTOOLS(FP7-EU)(尼尔森等人,2020 年)。

从政治上承认 ABR 是一个健康问题

2014年,世卫组织与粮农组织和世界动物卫生组织合作,在一份描述微生物耐药性监测的报告中发布了第一份值得注意的成绩单,强调需要一项“同一个健康”战略来应对ABR(Badau,2021年)。之后,这个正式的三方联盟改善了全球协调,并鼓励公众和动物健康与食品安全相结合的多学科合作。粮农组织-国际兽疫局-世卫组织已宣布ABR为共同行动的优先关注点之一。2016年晚些时候,吉姆·奥尼尔(Jim O'Neill)的报告被列入G7和G20国际峰会的议程,他们确认应通过“同一个健康”方法解决ABR问题。同年,联合国奉献了他们的71圣大会2016年会议讨论ABR问题。众议院成员通过了一项决议,谴责在人类健康,动物健康,农业和畜牧业,食品和水产养殖中不当使用抗生素是ABR的主要原因。此外,该决议将ABR指定为紧急风险,需要在全球范围内以极端的响应能力进行控制(O'Neill,2016;巴道,2021 年)。

抗生素及其与“同一个健康”各支柱的关系

抗生素的使用、抗生素残留的持久性以及人类-动物-环境生态位中耐药细菌的存在与“同一个健康”三合会有关,因为这些支柱在食物链和环境中的相互依存关系。一些抗生素组主要保留给人类使用,例如用于结核病治疗管理的药物(例如异烟肼)。而一些药物,如离子载体和黄磷脂醇,则特别推荐用于兽医环境。同样,许多抗生素课程定期在人类和动物诊所开处方(McEwen和Fedorka-Cray,2002年;范博克尔等人,2015 年)。此外,一些抗生素,如链霉素、四环素等,在园艺中用作预防措施或治疗细菌感染,如梨和苹果的火枯病(Vidaver,2002年)。

在人类中,抗生素主要用于治疗临床感染和预防目的,例如手术后病例。然而,在兽医环境中抗生素的应用在宠物和食用动物之间是不同的。在宠物中,抗生素的处方通常与人类相当(McEwen and Collignon,2018)。虽然它用于治疗临床感染(Landers等人,2012)或用作食品生产动物的饲料添加剂和生长促进剂(表1).家禽中的抗生素通常通过水或饲料给予整个群体,没有任何临床适应症用于预防目的。这些做法在猪群、蛋鸡和猪圈中很常见(麦克尤恩和费多尔卡-克雷,2002 年;麦克尤恩和科利尼翁,2018 年)。在人类中定期预防性应用抗生素并不常见,通常仅用于管理严重的传染病,例如脑膜炎球菌感染。然而,在这些情况下,抗生素用于与感染者密切和长期接触的个体。例如,在学龄儿童脑膜炎球菌感染的情况下,预防性使用将仅限于属于同一家庭的学生,并且不会对教室或学校中的所有学生进行(Theilen et al.,2008)。

一些专家证明,在一些农场或动物群中发现的传染病暴发病例中预防性使用抗生素是合理的。当由于新动物的混合、拥挤或不卫生的条件、运输的压力以及与年龄有关的因素而导致预防性细菌感染的风险很高时,建议给予抗生素(国家食品药物使用研究委员会a,1999年)。在动物中,使用抗生素作为生长促进剂被认为是由于在亚治疗水平和长时间施用而导致耐药性的重要因素。这些条件有利于耐药微生物在动物体内和动物群体之间的发展和传播。这些耐药微生物可能通过环境或动物食物链进入人类(McEwen和Collignon,2018)。

食用动物的抗生素剂量方案通常持续两周以上。然而,它通常持续整个生产期,如鸡所见,即 36 天。然而,在食用动物中轻率地使用抗生素受到限制,因为它可能会增加社会中的 ABR 风险(Prestinaci 等人,2015 年;霍尔泽等人,2017 年;阿斯拉姆等人,2018 年)。不同的研究表明,当抗生素用作家禽生产中的生长促进剂时,可以产生1%至10%的经济效益。这些益处通常来自药物的预防角度,而不是提高饲料效率或生产效益。因此,一些大型家禽生产公司现在正在推广他们的鸡肉或鸡肉产品,在任何阶段都没有使用抗生素。即从孵化场到农场(Hao等人,2014;科利尼翁和麦克尤恩,2019 年;赫德曼等人,2020 年)。人们越来越担心使用抗生素作为生长促进剂来弥补不良的卫生习惯、不当的住房和缺乏适当的动物健康管理(Singer 等人,2016 年;基希赫勒,2018 年)。粮农组织-世界动物卫生组织-世卫组织建议,不得将抗生素用于促进生长,以应对日益加重的耐药性负担。牢记ABR问题的重要性,该指南已在欧洲,加拿大和美国设计和实施(McEwen and Collignon,2018)。世界动物卫生组织和世界卫生组织将药物分为三类,即至关重要、高度重要和对动物和人类很重要,

通过同一个健康全球分销 ABR

尽管人们认为ARGs在发现抗生素之前就存在于自然界中,但ABR在致病菌株中的出现和传播是对这些药物的开发和使用的反应。据认为,目前ABR的威胁通过响应各种因素的进化在致病细菌中逐渐发展(Martínez,2011;埃尔南多-阿马多等人,2019 年)。全球ABR分布的重要“同一个健康”因素包括集约化粮食生产、粮食分配全球化、国际旅行(例如耐药性基因的传播)、气候变化、人口密度或增长增加以及城市化。ABR 的全球负担可能与动物(食品、宠物、水生动物)和人类过度使用抗生素、柜台上出售的抗生素、国际旅行和贸易增加、候鸟、难民、气候变化、环境卫生/卫生条件差以及非代谢抗生素或其残留物释放到环境中有关(Iskandar 等人,2020 年) (图3).这些因素导致细菌的遗传选择压力(相似或不同细菌之间耐药基因的垂直和水平传播)、环境中的 ARG 分布以及 MDR 病原体在社区中的传播(Cycoń 等人,2019 年)。

抗生素有哪几种比较好(同一个健康同一个世界观)(2)

图3从“同一个健康同一个世界”的角度显示 ABR 的插图。

尽管许多国家和国际对抗生素使用的规定如何,一项研究强调,全球抗生素消费量显着增加(2000年至2015年),其消费量将在2030年翻一番(Klein等人,2018年)。由于发展项目和公众获得保健服务的改善,低收入和中等收入经济体的消费增长趋势将很高。据信,在低收入和中等收入国家(LMICs)销售的抗生素的实际数量被低估了,因为抗生素通常在这些国家出售,没有任何医疗处方或在柜台上出售,这有利于抗生素耐药细菌的出现(Yong Kim等人,2005年;奥塔等人,2019 年)。人们还观察到,抗生素供应的增加以及卫生设施和疫苗接种计划的改善极大地有助于最大限度地减少非洲国家的地方病和死亡率(Keenan et al.,2018)。减少全球抗生素的使用以管理日益增加的ABR负担至关重要,并且可以根据地理位置或传染病的负担建议使用抗生素。

据报道,抗生素在动物卫生和农业部门也广泛使用。据估计,抗生素消费总量的三分之二用于动物生产,但作为生长促进剂,它们在动物中的使用在一些国家受到限制(Aarestrup等人,2001年)。据估计,2013年全球动物生产中抗生素的使用量为131,000吨,预计到2030年将增加到200,000吨(Van Boeckel et al.,2017)。由于低收入和中等收入国家的人均收入增加,平均个人肉类消费量增加是动物生产中抗生素使用需求增加的主要原因(Van Boeckel et al., 2015)。各国之间在肉类和肉制品生产和出口方面的竞争也有利于在畜牧生产中增加抗生素的使用(Gray and Merchant,2018)。尽管美国在过去十年中抗生素消费量有所增加,但2011年购买了大部分抗生素(约80%)用于养鱼和畜牧业生产(Van Boeckel 等人,2015 年;Done等人,2015)。一般来说,畜牧业以前使用的废物处理程序不足以消除可能通过水和土壤传播的耐药性超级细菌和ARG。ARGs从受污染环境到人类的不同接触途径包括摄入或吸入耐药超级细菌,这可能归因于多重耐药性人类感染的增加。ARG从动物粪便传播和获取到人类肠道微生物群的病因/原因尚未得到证实(Manaia,2017)。需要进行详细的调查,以解释超级细菌和ARG在农场/废物水平上的维持,持久性和生存机制以及它们向人类的转移。这将有助于了解ARG在新宿主和环境中的传播以及ABR在环境与人类关系中的出现(He等人,2020)。

发达国家和不发达国家最丰富的污染物是重金属,它们也被用作食用动物生产中的饲料添加剂(Dowling等人,2016)。重金属和许多杀菌剂可以共同选择ABR,刺激水平基因转移,并可以改变特定自然生态系统中的抗生素动态。ARGs的环境选择是由牲畜中经常使用的抗生素或金属残留物引起的,导致选择压力;移动遗传元件(MGEs)介导ARG的水平转移。因此,探索各种金属和杀菌剂在通过环境选择和传播抗生素耐药性中的作用非常重要(Fang等人,2016;Jutkina 等人,2018 年;埃尔南多-阿马多等人,2019 年)。需要采取严格的措施来降低金属诱导的ARG、ABR共选的风险,以及在引起公共卫生关注的富含金属的环境中维持微生物群落的风险。

低收入和中等收入国家经济活动的增加与抗生素消费的增加有关。因此,产生ABR微生物的风险增加了。通过人类和动物粪便排泄的ABR病原体可以在自然生态系统中积累并在整个环境中传播(Walsh等人,2011;卡克曼等人,2019 年;阿格拉蒙特等人,2020 年)。建议实施公共卫生干预措施,以改善新兴经济体的水和食品质量,并改善污水处理。

废水处理厂、饮用水和沿海水是传播 ABR 基因或微生物的蓄水池,很难控制其传播或风险管理(Ma 等人,2017 年;伦纳德等人,2018 年)。不同的研究表明,废水处理厂中存在的ABR基因模式与临床环境相似(Pärnänen等人,2019)。遗传相关性和宏基因组学工具用于预测和持续监测 ABR 微生物(Hendriksen 等人,2019 年)。需要定义抗生素耐药细菌和基因阈值水平的指南,以确保更好的饮用水质量、污水的释放以及更安全的家庭和农业用水回收(Moura等人,2010年;杨等人,2017 年)。

药物残留物排放到污水中会造成水污染;因此,应开发可快速降解的抗生素,以及更好的废水处理技术,以减少水系统、自然生态系统和环境选择压力中的抗生素残留(Chin 等人,2018 年;罗德里格斯-丘埃卡等人,2019 年)。现场废水处理厂很重要,因为它们可以降低下游水系统中抗生素、抗生素耐药细菌和基因的水平(Paulus 等人,2019 年)。

由于人类、动物、媒介(苍蝇、跳蚤或鸟类)和环境的相互作用,生态系统中的自然或人为改变可以在传播抗生素耐药性方面发挥重要作用(Fuller 等人,2012 年;Beugnet和Chalvet-Monfray,2013)。海洋中的天气模式和变化可以改变细菌病原体的分布,包括各大洲的抗生素耐药细菌(Martinez-Urtaza等人,2016)。在洪水和自然灾害期间观察到致病细菌种类和抗生素抗性基因(Yu等人,2018)。然而,这些现象需要注意探索它们在ABR和MDR病原体传播中的作用。

细菌的抗生素耐药机制

通常,细菌可以使用两种耐药机制来抵抗抗生素(A)耐药的内在机制(2)获得性耐药机制。细菌通过功能特征或内置结构成分抵抗抗生素作用的耐药机制称为内在耐药性。例如,假单胞菌具有抗性称为三氯生的广谱抗生素的能力,由于存在三氯生的不敏感靶点(fabI)位点,它显示出这种耐药性(Chuanchuen等人,2003;布莱尔等人,2015 年)。另一个例子与达托霉素(脂肽)有关,达托霉素(脂肽)对肠杆菌不成功,因为阴离子磷脂在革兰氏阴性细菌的细胞质膜中的比例较低。因此,Ca2 介导的达托霉素插入膜减少(Miller等人,2016)。此外,一些抗生素通常无法穿过细菌膜,这也被认为是耐药的内在机制。例如,万古霉素靶向d-Ala-d-Ala肽并阻碍革兰氏阳性细菌中的肽聚糖网络,而它不能穿过革兰氏阴性细菌的外膜(Kim等人,2015)。有某些基因,例如AmpCblaSHV,TrxA(硫氧还蛋白)、TrxB(硫氧还蛋白还原酶)等也被认为对各种抗生素(如β-内酰胺类、氨基糖苷类、利福平、三氯生和氟喹诺酮类等)具有内在耐药性(Kakoullis 等人,2021 年)。

除了内在的,细菌也可能表现出获得性耐药机制,以抑制抗生素的作用。有不同的机制可以帮助病原体获得耐药性,例如抗生素渗透不足,药物外排导致细胞内抗生素浓度降低,靶标修饰和抗生素失活/水解(Blair等人,2015)。

目前,含有获得性耐药性决定因素的耐多药病原体的发病率在全球范围内呈上升趋势。这种健康问题背后的原因是产生不同的酶,如扩展谱β-内酰胺酶(ESBLs),金属β-内酰胺酶(MBL),碳青霉烯酶,它们与头孢菌素和碳青霉烯类的抗性有关。众所周知的 ARG,例如bla透射电镜,bla中新网,bla科索沃保护团,布拉NDM bla维姆,mcr-1 负责大肠杆菌、铜绿假单胞菌等 MDR 菌株的出现(Aslam 等人,2018 年)。mcr-1(质粒介导的粘菌素抗性)是ARGs“同一个健康”传播的一个突出例子,因为中国首次从生肉中分离出mcr-1(Liu等人,2016)。此外,在从候鸟和人类分离株收集的标本中检测到来自巴基斯坦的大肠杆菌携带mcr-1(Lv等人,2018)。

同一健康背景下的 ABR 估计

人类 - 动物 - 环境界面为一个或另一个种群创造了成为ARG细菌库的机会,ARG细菌可以向任何方向传播(Hassell等人,2017)。已经提出了两个理论模型,描述了这些接口之间的ABR传输路由。一个是耐药细菌的克隆转移,第二个是水平基因转移(HGT)(Chang等人,2015)。这些界面中的每一个都具有可变的抗性传输水平,已经对其进行了研究,以了解耐药细菌,宿主,环境和MGE之间的界面(Hoelzer等人,2017)。

目前用于估计这些接口中ABR水平的有前途的工具之一是WGS。一项具有大型基因组数据集的研究表明,大多数大肠杆菌O157 爆发与食用受污染的动物食品、植物食品和受污染的屠宰场加工有关(Dallman 等人,2015 年;布彻等人,2016;罗威尔等人,2016 年)。为了理解问题的确切含义,我们必须通过使用高分辨率基因组学来提高对人类 - 动物 - 环境界面的理解。

传统的微生物学程序,如培养细菌病原体或测序分离株,需要额外的后勤工作,在现场可能不切实际。解决这个问题的另一种方法可以使用独立于病原体的策略,即宏基因组测序,这足以检测样本中的整个遗传物质(Bragg和Tyson,2014;兰扎等人,2018;吉托尔等人,2019 年)。但是,该工具的灵敏度可能较低,因为它取决于样品组成和测序程序。这个问题的解决方案是使用基于靶标的测序程序和针对不同ARG的特定探针(Lanza等人,2018;吉托尔等人,2019 年)。宏基因组学使我们能够评估ARGs在One Health的不同生态位之间的病原体变异和传播。此外,宏基因组Hi-C等创新策略提供了对病原体与各种ARG关联的见解(Pehrsson等人,2016;斯塔尔德等人,2019 年)。来自不同样本来源的分离株之间基于WGS的遗传相关性有助于了解这些“同一个健康”生态位之间可能的传播途径。最后,准确的元数据记录至关重要,应根据统一程序和元数据管理指南进行(Griffiths 等人,2017 年)。

在人-动物-环境界面维持和传播耐药细菌克隆

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现证明了ABR克隆在全球范围内传播的众所周知的进化系(Lakhundi和Zhang,2018)。耐药突变体的出现是由于易感细菌持续暴露于抗生素及其在人 - 动物 - 环境界面的传播(Munita和Arias,2016)。与ABR克隆扩增相关的潜在机制是进行性抗生素暴露或潜在的遗传背景。这些因素指导适应成本,例如增强ABR质粒携带的染色体变异或在利福平耐药结核分枝杆菌菌株的情况下的补偿突变(Hughes和Andersson,2017)。一旦建立,ABR克隆可能会找到新的机会,根据传播模式和它们遇到的抗生素选择程度,广泛地理传播并溢出到其他宿主种群(Ward等人,2016年;贝克等人,2018 年)。

移动遗传元件(MGEs)被认为是在人-动物-环境界面传播抗性的载体。肺炎克雷伯菌被认为是许多不同的移动ABR基因,并在全球范围内传播不同的超广谱β内酰胺酶和碳青霉烯酶方面发挥了重要作用(Tzouvelekis等人,2012)。这种联系可能与耐多药肺炎克雷伯菌在“同一个健康”不同领域之间传播有关。肺炎克雷伯菌的水平基因转移为ABR基因从大量基因库转运到小细菌亚群提供了渠道。

其他耐药机制的存在,如氟喹诺酮类耐药性(Fuzi,2016),可能通过广泛使用抗生素,然后选择压力和MDR克隆扩增来确定,例如肠杆菌科(Davies和Davies,2010;普雷斯蒂纳奇等人,2015 年)。很明显,结核分枝杆菌的克隆菌株通过katG突变进化,该突变可能进一步突变导致异烟肼耐药性(Jagielski等人,2014)。

如果人类微生物组和动物微生物组具有相似的抗生素抗性基因,动物之间的ABR会影响人类福祉(Marshall和Levy,2011)。已经表明,跨物种ABR传播的风险是罕见的(Cheng等人,2019)。然而,很难区分由食物或动物来源引起的病原体。在通过适应性克隆对动物或人类进行“排他性相互”细菌定植的背景下,ABR传播(从动物到人类)的机会似乎与特定的克隆有关,通过感染和定植两种宿主充当ABR的穿梭机(Delahoy等人,2018)。然而,高风险ABR克隆通常通过食物(动物与人类的接触)和农场动物多样性传播。例如,金黄色葡萄球菌CC97菌株已经从牲畜跃升为人类。同样,也有人与动物传播的报道,例如MRSA CC398谱系由于高选择压力而跳入牲畜(Aires-de-Sousa,2017)。

一些研究表明,MDR细菌病原体在人与动物界面的相关性有限。东英格兰的一项横断面研究(Ludden 等人,2019 年)比较了从畜牧场和零售肉类中分离的大肠杆菌的核心基因组。总体而言,在牲畜分离株中以不同比例检测到41个不同的抗性基因。显著共享的基因包括ESBLs,sul1,sul2,strA,strB,tetA和tetB。据观察,与人类感染相关的大肠杆菌并非直接来自牲畜来源,因为他们发现了来自牲畜和人类的遗传分离株。虽然还观察到来自不同动物的相同动物物种具有显着的微生物组相关性。据报道,与动物感染(1%)相比,大肠杆菌系统群B2与人类感染显着(68%)相关(Nash等人,2010)。各种ARG在人畜界面的普遍分布可能与通过MGEs的传播有关,如前所述ESBL基因(de Been等人,2014)。去年在东英格兰报告了一项类似的研究(Ludden等人,2019年),该研究显示没有证据表明牲畜是耐多药肺炎克雷伯菌向人类的传播源。然而,研究结果显示,医院环境是与严重人类感染相关的耐多药肺炎克雷伯菌的重要来源,分离株的泛基因组分析显示肺炎克雷伯菌具有显着的遗传多样性。之前的另一项研究报告说,与大肠杆菌相比,肺炎克雷伯菌在“同一个健康”的不同领域之间具有更高的传播性(Gurieva等人,2018)。

万古霉素耐药屎肠球菌(VREfm)被世界卫生组织列为抗生素耐药细菌病原体的全球优先清单(WHO,2017)。以前,牲畜被认为是VREfm或万古霉素抗性基因向人类传播的可能来源,这与在欧洲用作生长促进剂的万古霉素(Avoparcin)有关。后来,这种药物于1997年在欧洲被禁止。十年前,据报道,肉鸡中VREfm的发病率增加是ST10,ST13和ST370。与此相反,最近进行的一项研究报告称,来自英国的牲畜和人类对VREfm的菌株共享有限(Gouliouris等人,2018)。通过比较牲畜分离株和与血流感染相关的人类分离株来观察遗传相关性。在该研究中,在牲畜中未检测到VREfm。总体而言,在人类和牲畜分离株中鉴定出26种不同的抗性基因,而深度分析显示牲畜和人类之间ARG的共享有限。此外,在医院和牲畜来源的分离株之间观察到有限的重叠(Gouliouris 等人,2018 年)。

鼠伤寒沙门氏菌(鼠伤寒沙门氏菌)弯曲杆菌对获得抗生素耐药性有很大贡献,导致食品安全和降低畜牧业生产问题。鼠伤寒沙门氏菌菌株 104 通过获得 43kb 基因组而成为 MDR,对五种一线抗生素显示出高耐药性(Leekitcharoenphon 等人,2016 年)。MGEs在各种类型的细菌中的存在似乎也是不同细菌克隆或物种之间以及不同宿主之间ARG的主要决定因素,例如编码ESBL(质粒IncI2)的质粒携带MCR-1基因,该基因负责编码对β-内酰胺酶和粘菌素的抗性。同样,MDR 质粒 p60006 可以在肠杆菌科穿梭克隆中找到,Inc18 质粒龋齿肠球菌物种中的 vanA 基因(Partridge 等人,2018 年;克莱姆等人,2018 年)。通过“同一个健康”方法防止耐药细菌克隆、MGEs和ARG的传播,可以打破人类-动物-环境中的感染链。

ABR 对公众、动物和环境健康的风险

ABR降低了抗生素在诊所的疗效,并导致感染发生率和严重程度增加(O'Neill,2018)。在动物中广泛使用抗生素显着促进了人类微生物中的ABR,主要是肠道微生物,如大肠杆菌,弯曲杆菌属,肠球菌属和沙门氏菌(O'Neill,2015)。病原体暴露于环境生态位和动物中的杀菌剂,如杀菌剂,消毒剂和重金属,可能共同选择ABR(威尔士和戴维斯,2015)。在食源性病原体中,非伤寒沙门氏菌是与人类胃肠炎相关的众所周知的病原体,每年造成约9400万例病例,包括155000例死亡(WH,2014a组织)。这种ABR病原体通常通过运输动物传播,通过载体动物粪便污染家禽和动物肉制品(WH,2004年)。氟喹诺酮类和头孢菌素耐药沙门氏菌是世界上主要的公共卫生问题(Dutil等人,2010年)。因此,由于药物毒性问题,不同群体(如孕妇和儿童)的治疗选择受到限制。头孢菌素用于治疗非常严重的感染。此外,据报道,用于治疗食用动物沙门氏菌感染的氟喹诺酮类药物是喹诺酮类药物耐药性发展的主要原因(CVMP E,2006年)。世界卫生组织的监测数据显示,欧洲地区非伤寒沙门氏菌的氟喹诺酮耐药率较低(2-3%),美洲范围较广(0-96%),东地中海的耐药率较高(高达40-50%)(WH,2014a组织)。ABR继续出现在沙门氏菌菌株中,并与人类中某些其他危及生命的感染有关(Helms等人,2004年)。

在不同的水和食源性感染中,弯曲杆菌感染通常被认为是一种自限性感染。由于长期使用抗生素,也报告了氟喹诺酮类耐药弯曲杆菌严重感染(Helms等人,2005年)。氟喹诺酮类药物通常通过动物饮用水作为大众抗生素给药。在澳大利亚等国家,这种类型的抗生素从未被批准用于家禽。因此,澳大利亚对弯曲杆菌的喹诺酮耐药性较低(Cheng等人,2012)。同样,大环内酯类通常作为生长促进剂给药,但在弯曲杆菌中也有对大环内酯类药物耐药的报道(FDA U,2013)。在动物中,大肠杆菌引起许多感染,如肠炎,输卵管炎,脐炎,败血症,滑膜炎,乳腺炎和蜂窝织炎(Mellata,2013)。一些细菌菌株被认为是人类和动物的肠道共生,而另一些则表现为供体抵抗遗传元素和机会性病原体(Collignon,2015)。

人类和动物中大肠杆菌感染的发病率增加是一个严重的健康问题,由于食物和饮用水受到污染,在发展中国家有据可查(Graham et al., 2014)。旅行者也可能从食物/水不足或其他人那里获得耐多药大肠杆菌。在发达国家和发展中国家,产生大肠杆菌的ESBL也是人类感染源的充分记录(Lazarus等人,2015)。通过认可“同一个健康”方法,粮农组织-世界动物卫生组织-世卫组织联盟正试图建立一个食源性ABR细菌综合监测系统,以准确计算公共卫生风险(WHO,2017)。世界卫生组织估计了美国人口(48%)以及东南亚和非洲(70%)对第三代抗生素的大肠杆菌耐药性的患病率。3 的健康负担RD一代氟喹诺酮类和头孢菌素耐药大肠杆菌感染显示30天死亡率和全因死亡率增加了2倍(WH,2014年b)。

MRSA可能会引起不同的感染,例如医院和社区环境中的血液,伤口和皮肤(Lakhundi和Zhang,2018)。根据世卫组织的估计,MRSA患病率在欧洲为60%,在非洲为80-100%,在美国高达90%。MRSA的健康负担分析显示,医疗保健相关MRSA感染患者的全因,重症监护和细菌归因死亡率显着增加(组织WH,2014b)。然而,据报道,社区获得性 MRSA 菌血症的死亡率通常低于敏感的金黄色葡萄球菌菌株。对人类具有致病性的MRSA菌株已在许多不同的动物物种中表达,并且它们主要被认为是通过载体动物接触传播给人类的。MRSA在动物中传播的主要主要因素是在食品、牲畜中使用抗生素、动物国际贸易以及农场内/或农场之间的生物安全失误(Mehndiratta和Bhalla,2014年;戴维斯等人,2017 年)。

在环境健康背景下,ABR 与传播引起公共卫生关注的 MDR 病原体和 ARG 有关(Banerji 等人,2019 年)。大多数耐药基因、致病微生物和抗生素都有环境起源,如土壤和水(Berkner等人,2014)。在抗生素出现前时期,细菌已经证明了对大多数药物的耐药性,但重要的证据表明,人类的活动对“全球耐药组”的发展有很大的影响(Gaze等人,2013)。由于每年大量生产抗生素,环境生态位在ABR微生物的持久性和传播中起着重要作用(Kraemer等人,2019)。污水和药物废物处理不足导致许多抗生素释放到水中,这是抗性基因/或耐药细菌传播的主要来源(Davies和Davies,2010年;克雷默等人,2019 年)。恶劣的卫生条件和国际旅行者、食品和动物的全球化贸易是耐药性全球传播的根源。在这方面,解决耐药性的可能措施包括风险评估、环境监测和适当的控制措施,以减少农业、工业和住宅来源的污染(Pruden et al., 2013)。

ABR与低收入和中等收入国家的“同一个健康”(One Health)

耐多药细菌或超级细菌的全球出现和重新出现对发展中国家和中低收入国家的公共卫生(疾病负担、死亡率、经济损失)构成严重威胁。耐多药病原体的传播和溢出是由于动物和人类由于未代谢的抗生素或其在环境(水、土壤)中的残留物而过度使用抗生素的结果。MDR病原体在动物,人类和环境三角或生态位中持续存在,并且动物 - 人类 - 环境界面存在相互关联的共享。在中低收入国家,由于在兽医实践中滥用抗生素作为预防或生长促进剂,动物和动物源性食物充当 MDR 病原体的宿主(Cleaveland 等人,2017 年)。耐药微生物始终存在于我们的食物链中,它们通过我们的环境直接或间接地在动物和人类之间共享。对于兽医、屠宰场工人、孵化场零售商或处理人员来说,这些 MDR 细菌传播的职业风险非常高。因此,ABR是一个跨部门的问题,需要跨学科,协调和协作的“同一个健康方法”来解决公共卫生问题。由于人类和动物健康、食品/饲料和动物生产系统以及农业生态环境与ABR直接相关。因此,迫切需要一种多维的“同一个健康”方法来规避全球 ABR(Gitaka 等人,2020 年)。在这方面,粮农组织-世界动物卫生组织-世卫组织联盟主动与公共和私营组织合作,在动物-人类-环境关系上减轻ABR的全球威胁。粮农组织-国际兽疫局-世卫组织行动计划以证据(生态流行病学、综合监测和报告)、群众沟通、良好做法(生物安全、农业生态学和抗生素替代品)和法律框架(政策和食品法典)为基础,通过实施“同一个健康”或食物链方法。2009年启动了一项名为全球抗生素耐药性伙伴关系(GARP)的全球倡议,以制定控制中低收入国家ABR的行动计划。根据三方的承诺粮农组织-国际兽eau-世卫组织倡议,区域、地方和全球努力报告不同国家的ABR和实施行动计划(世行,2010年;吉塔卡等人,2020 年)。

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同一个健康与经济

ABR在全球各个地区的分布受到经济发展和技术的影响(Ruppé和Chappuis,2017年;鲁佩等人,2019 年)。世界经济论坛可以通过基础设施、法规、人力资源开发和公共卫生干预措施,在减轻全球ABR负担方面发挥关键作用。从经济角度来看,“同一个健康”方法可以与各部门、利益攸关方和政策制定者进行协调、沟通和合作,以改善人类、动物和环境的相互关联的健康。政策制定者采取不同的纠正措施,包括旅行和旅游法规、粮食和农业法规、公共卫生干预措施以及监测和监测策略来控制 ABR(Prestinaci et al.,2015)。

从当前的健康范式转向基于不同生态和地域的“同一个健康”模式具有挑战性。要建立“同一个健康”模式,必须对净收益进行有力和可观的评估。作为一门学科,经济学有两个重要特征可以帮助我们思考“同一个健康”:有效的资源利用和方法替代的边际价值。有必要对边际效益与边际成本进行实质性比较,以便将传统的卫生方法转变为整体的“同一个健康”方法。例如,减少疾病负担是“同一个健康”范式的潜在结果。它可以在实际方面确定,例如疾病的发病率/患病率降低,并使用不同的经济标准方法(如或有估值)进一步解释。

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一个健康计划应对 ABR

世界卫生组织启动了一项基于“同一个健康”方法的全球行动计划来对抗ABR,并要求世界各地的所有成员在制定国家行动计划时遵循相同的指导方针(McEwen and Collignon,2018)。提高对 ABR 的认识和理解是必要的,可以通过有效的沟通、教育和培训来实现。“同一个健康”的每个利益相关者都应该了解 ABR 的“同一个健康”领域,包括临床医生、兽医、农民、实业家和政策制定者。这些成分可以最大限度地减少人类和动物/农场中的抗生素使用,并遏制ABR通过环境的传播(McEwen和Collignon,2018)。对 ABR 相关“同一个健康”维度的认可、评估、认识和倡导包括公共和动物卫生组织的研讨会、针对农民的地方和全球外展计划、课程开发以及“同一个健康”各利益相关者之间的联系(McEwen 和 Collignon,2018 年;Manyi-Loh等人,2018)。

循证研究和监测对于提高对 ABR 的“同一个健康”维度的认识至关重要,因为它们认识到 ABR 的问题和驱动因素以及控制 ABR 传播的计划(Aarestrup 等人,2008 年;佩里和赖特,2014 年;奥尼尔,2018)。目前,特定和有针对性的研究对于确定耐药机制、估计各种生态学中 ABR 的发病率、找到具有成本效益和适当的抗生素替代品以及支持抗生素管理是必不可少的(Laxminarayan 等人,2013 年;Huijbers 等人,2015 年;奥尼尔,2015;奥尼尔,2018)。

适当的环境卫生和个人卫生对于医疗保健环境中的感染控制至关重要,特别是在医院,可以减少ABR或ARG从医院传播到环境中(Collignon,2015)。在兽医和农场环境中,除了生物安全外,谨慎使用抗生素作为治疗剂(图4)或需要遵循预防措施(Murphy等人,2010)。通过实施控制措施来改善食物和水质,特别是在中低收入国家,可以减少耐药病原体和ARGs从环境中传播给人类的情况(Gaze等人,2013年;科利尼翁,2015年;辛格等人,2016 年)。

减轻抗生素耐药性负担的治疗方法。

对于抗生素的使用,可以引入抗生素消耗的监测以及持续提升抗生素使用的各种机制来降低ABR(Aarestrup等人,2008)。在这种情况下,欧盟已禁止抗生素作为食用动物的生长促进剂。美国已禁止标签外使用 3RD动物中的头孢菌素和氟喹诺酮类药物的一代,以及全球许多国家确保在有兽医处方的动物中使用抗生素(Aarestrup等人,2008年;斯科特等人,2019 年)。应指导抗生素管理计划,以确保抗生素仅用于人类和动物卫生保健环境中的治疗目的(Landers等人,2012年;斯科特等人,2019 年)。世界论坛可以在促进和倡导“同一个健康”方法以应对全球ABR方面发挥作用。

抗生素的替代品:同一个健康的观点

抗生素是控制细菌病原体的核心参与者,但由于耐药病原体和可传播ARG的出现,减少其使用至关重要。最新的研究结果使我们能够了解各种“同一个健康”生态位中的基因交换和病原体相互作用,这对于开发替代抗生素方法非常重要(Aslam等人,2018)。

微生物群调节

通过益生菌、粪便移植或改善营养来调节微生物群已在人类和动物健康背景下进行了广泛的研究。此外,需要通过先进的基因组学测定来改善宿主-微生物相互作用的动力学。基因组工具对于检测“同一个健康”各个生态位中ABR的机制和储存库可能非常有帮助。此外,这些也可能有助于开发和测试减少ABR和ARG传播的新干预措施。具体来说,微生物分类学和编码耐药性、毒力和毒素产生的基因的存在可以通过宏基因组测序来确定。它还确定了可能在各种利基之间转移的各种 MGE(Young,2016 年;布鲁格曼等人,2018 年;雷尔曼和利普西奇,2018 年)。

基因编辑技术

基因编辑和转基因技术为控制耐药细菌病原体提供了更多选择(Proudfoot 等人,2019 年)。它已被用于控制导致乳腺炎的细菌,这需要大量的抗生素治疗,例如,工程溶菌酶和溶葡萄球菌素(Oliver等人,2005)。虽然这些方法仍在监管程序中,但这些方法可以提供抗生素的合适替代品(Waltz,2017)。基于WGS的诱变用于识别影响复制的病毒基因,用于寻找基因编辑的新靶点(Han等人,2018;麦考密克等人,2018 年)。

疫苗

疫苗在控制ABR方面也起着至关重要的作用,因为它们减少了对抗生素治疗的需求(Lipsitch和Siber,2016)。功能和比较基因组学等先进的基因组工具将有助于疫苗开发。这些工具可以通过分泌信号预测抗体可接近的保守病原体因子,这些因子可以作为亚单位疫苗进行测试,称为反向疫苗学。这已被用于开发针对乳腺炎、布鲁氏菌病和大肠杆菌感染的疫苗。此外,宿主内部病原体的转录分析也可能对选择靶标非常有帮助。这方面的最新进展是转座子测序,它有助于为变体分配表型。尽管基因组学目前用于发现抗原作为候选疫苗,但需要与特定疫苗相关的全基因组宿主反应调查才能全面了解(Seib等人,2012)。

房室抑制剂

像RNAseq这样的基于基因组的工具可以找出宿主内病原体感染发作和耐力所需的调节因子,调节因子和各种毒力因子。也可以使用一种有前途的替代方法,使用AV(抗毒力)解除病原体的武装,其中可以控制感染对感染所需的毒力基因的表达。例如,一种称为维司他汀的潜在AV抑制剂通过ToxT(调节剂)下调阻碍霍乱弧菌中的基因表达(Hung等人,2005)。

噬菌体

噬菌体是细菌的天敌,在其生命周期中会破坏它们。ABR 的出现将研究兴趣转向使用噬菌体和工程噬菌体蛋白,如内溶素和解聚酶等(Jault 等人,2019 年;阿斯拉姆等人,2021 年;帕特尔等人,2021 年)。噬菌体可用于动物卫生系统,以改善食用动物的健康状况。它还可用于减少食品加工和包装过程中的细菌污染。噬菌体可用于水产养殖和兽医卫生系统,以控制大肠杆菌O157:H7,特别是在食用动物中(Sabouri等人,2017;阿尔梅达等人,2019 年)。与噬菌体治疗相关的一些问题,如安全性和稳定性,在用于医疗保健环境之前需要解决。与噬菌体相关的另一个问题是,它们可能会将毒力或ARG等位基因引入细菌中,因此应在使用前对其进行测序。最近,已经开发了生物信息学工具来解决这个问题,例如PHANOTATE,GeneMarks,Glimmers等(Tzouvelekis等人,2012)。它可以通过使用可用的数据库专门分析噬菌体基因组的各种因素(Cui等人,2017)。

最新进展

ABR被认为是全球范围内不断扩大和动态的健康问题11,因此明确了先进工具在描绘其暗流和详细发现多样性方面的重要性。全基因组测序 (WGS) 或下一代测序 (NGS) 等新型计算和测序工具增强了先进工具在同一个健康不同领域研究 ABR 的应用(Van Camp 等人,2020 年)。

可用数据库

在这方面,网上有几个数据库,如ResFinder,AMRFinder,CARD和ARG-ANNOT等,也有一些适用于单一病原体的数据库,例如克雷伯氏菌的Kleborate和MUBII-TB-DB或用于结核分枝杆菌的Dream TB(Flandrois等人,2014;麦克德莫特和戴维斯,2021 年)。最近,已经发表了一份摘要,描述了用于细菌病原体中ARG鉴定的不同免费在线资源(Hendriksen等人,2019)。此外,NCBI还发布了一个数据库,其中包含从全球鉴定出的约5000个抗性基因。

宏基因组学

目前,正在应用一种基于序列的方法来研究来自混合微生物群落的基因组,称为宏基因组学,以了解和破译ABR在“同一个健康”部门不同生态位中的复杂性。通常,细菌携带HGT来获取ARG。因此,破译HGTs非常重要,这可以全面了解ABR在不同“同一个健康”生态位中和之间传播。由于宏基因组学是一种高通量DNA测序工具,它使ARG分析成为可能和实用。它是一种合适的工具,允许有权使用环境中可用的基因组数据,而无需培养标本以分离细菌(de Abreu 等人,2020 年)。

宏基因组学通过发现基因和重建微生物群落的完整基因组来帮助描绘微生物多样性(Chen和Pachter,2005;德,2019)。该工具的优点之一是其灵敏度,因为它可以检测物种丰度并识别微生物群落的ARG。目前,宏基因组学被认为是rRNA测序的替代工具,并已用于研究临床和环境标本中的微生物多样性(Escobar-Zepeda等人,2018)。

在过去的十年中,一些基于序列的工具,如鸟枪宏基因组学、扩增子测序和功能基因组学已被用于研究 ABR。功能基因组学广泛用于检测和鉴定 ARG 变体和新型 ARG(Mendes 等人,2017 年;科利尼翁和麦克尤恩,2019 年;德阿布雷乌等人,2020 年)。SmartChip 实时荧光定量 PCR 系统(日本塔卡拉)是一种高通量工具,经常用于研究 ABR,尤其是在环境来源中(Franklin 等人,2021 年)。

另一方面,很少有挑战干扰宏基因组分析的效率。首先,对少数微生物种群的敏感性较低,这些微生物种群也可能携带ARG(Lynch和Neufeld,2015)。其次,检测可能产生重大影响的细菌变异的特异性较低,因为变异可能发展出不同的表型性状(Forslund等人,2013)。这些缺点可以通过将宏基因组学测序与功能基因组学相结合来解决(Chistoserdovai,2010;林等人,2015)。

工作组

另一方面,在细菌水平上,WGS被认为是研究ABR和预测菌株耐药性特征的有力工具,但基于培养的测试与WGS之间的不一致必须得到改善。ARGs和“同一个健康”的不同来源的分类至关重要,因为存在于不同领域的微生物群落的复杂性。在这方面,最近通过采用这些技术进行的一些调查对可能构成健康威胁的特定 ARG 进行了分类,揭示了 MGE 与 ABR 在同一个健康不同部门之间的传播有关(Su 等人,2019 年;麦肯齐和杰戈,2019 年)。在未来,这些先进的工具对于了解ABR和ARG在“同一个健康”不同领域的传播和传播至关重要。

诊断

及时和准确的诊断对抗生素敏感性和消费有重大影响。目前,已经开发出新技术,可以快速识别病原体过程及其对各种抗生素的敏感性。在这方面可能有用的各种工具包括快速免疫层析、自动延时显微镜和基质辅助激光解吸电离(战斗时间)-质谱法 (MALDI-TOF MS)(Lau 等人,2014 年;戈什等人,2015 年;辛格哈尔等人,2015;弗洛里奥等人,2020 年)。然而,使用这些技术存在一些限制,例如运行成本,因为这些工具中使用的试剂非常昂贵,特别是对于发展中国家的研究人员而言。此外,这些工具需要大量合格且训练有素的人员。一些分子生物学技术也可用作识别ARG的诊断工具,例如Xpert Carba-R和FilmArray BC-ID(Maurer等人,2017;贝尔等人,2021 年)。PCR/电喷雾电离质谱平台是该领域的重大进步;它可以在几个小时内检测到 500 多种病原体和各种 ARG(Wolk 等人,2012 年;凯拉萨等人,2019 年)。这些工具的主要优点是它们可以在样品上执行,直接减少病原体检测或药敏测试的时间。根据现有文献,这些方法将在未来成为常规实验室程序。

研究差距

现在人们已经充分认识到,不同的生态位在ABR和ARGs在各个“同一个健康”领域的演变和传播中起着至关重要的作用。鉴于此,利益相关者和科学家正在寻找有关全球ABR分布所涉及的驱动因素和机制的进一步解释。此外,他们试图估计风险负担并确定适当的干预措施。2017年,由哥德堡大学抗生素耐药性研究中心和瑞典研究委员会(SRC)安排,来自世界各地的知名科学家聚集在瑞典举行的研讨会上,他们确定了“同一个健康”情景中解决ABR的主要研究差距。

他们分类了四个势在必行的研究方向,其中包括;a) 各种来源的ABR和ARG对环境的贡献;b)与人-环境界面相关的阻力的演变;耐药性环境病原体对人类和动物健康的影响;d)各种经济,技术,行为和社会干预措施的实用性和效率,以对抗ABR。描述所有这四个研究领域对于理解与ABR相关的日益增加的问题至关重要。因此,我们应该鼓励资助机构、政策制定者和所有利益相关者帮助研究人员进行多学科研究,这将非常有效地弥合该领域的知识和研究差距。

挑战和前进的道路

全球许多国家已经制定了自己的国家行动计划,以应对基于“同一个健康”方法的ABR。已经确定,同一个健康对于对抗ABR至关重要(怀特和休斯,2019)。它促进了过去单独运作的不同领域/部门之间的联系,并在改善各部门之间的协调方面发挥了潜在作用。一些国家正在实施抗生素使用和ABR的综合监测系统。关于在兽医实践中使用抗生素作为生长促进剂以及工业在限制在食品生产动物中使用抗生素方面的作用的实施条例已经启动。尽管取得了这些进展,但报告的数据显示,全球人类和动物的抗生素使用仍在上升,耐药病原体正在重新出现(Van Boeckel 等人,2015 年;奥尼尔,2018)。需要采取重大措施并实施法规来解决全球人类、动物和环境卫生安全问题。

改善“同一个健康”中的抗生素管理面临许多挑战,例如动机不足、认识有限和抗生素使用中的不当做法,以及各国监管或政策措施不足(Aarestrup 等人,2008 年;奥尼尔,2018)。发展中国家在采用科学进步和接受食品生产动物过度使用抗生素对公众和动物健康造成影响的证据方面进展缓慢(Bengtsson和Greko,2014)。先进的分子技术,如全基因组测序、宏基因组学、元数据分析和系统发育研究,对于更好地了解全球 ABR 是必不可少的。这些先进技术将支持我们了解耐药性超级细菌和ARG在人类,动物,昆虫,植物,水和土壤中的传播动力学(Oniciuc等人,2018;克雷默等人,2019 年;Wee 等人,2020 年)。“同一个健康”是一个通过跨学科合作促进健康的学科,通过收集“同一个健康”各个领域的数据来解释人类-动物-环境界面的ABR传播途径。未来,对“同一个健康”各个领域的微生物组分析将是广泛而具有挑战性的。抗生素管理计划必须切实可行,以减少抗生素的使用。需要解决其他抗生素管理障碍,例如抗生素的非处方药供应,特别是在中低收入国家,缺乏抗生素使用的真实数据,以及不同国家的治疗指南不足。

结论

ABR的全球出现和传播需要促进协调和多学科的“同一个健康”方法,以减少人类,动物和环境健康风险。由于滥用抗生素、卫生设施不足和控制措施不足,ABR 病原体和 ARG 的全球传播对全球公共卫生产生了负面影响。对“同一个健康”方法和粮农组织-世界动物卫生组织-世卫组织承诺的全球评估将通过提高认识规划、抗生素使用教育、具有政治承诺的宣传和抗微生物药物管理,帮助预防ABR。

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