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为解决全球减少农业食品系统中抗菌药物使用（AMU）的难题，研究人员开展 “未来畜牧业抗生素使用” 主题研究。通过创新 Livestock Biomass Conversion（LBC）方法，发现全球抗生素使用量到 2040 年在不同情景下变化显著，这为制定相关政策提供关键依据。
在全球食品安全与公共健康备受瞩目的当下，抗生素在畜牧业中的使用情况引发了广泛关注。随着全球人口的增长和人们生活水平的提高，对动物源食品的需求不断攀升，畜牧业规模也日益扩大。在这一过程中，抗生素作为预防和治疗动物疾病、促进动物生长的重要手段，被大量使用。然而，抗生素的过度使用带来了诸多问题，其中最为严峻的就是抗菌药物耐药性（AMR）的产生。耐药菌的传播不仅威胁动物健康，还可能通过食物链等途径影响人类健康，使得原本有效的抗菌药物逐渐失去疗效，给全球公共卫生安全带来巨大挑战。
与此同时，以往研究在估算家畜生物量（LBIO）和预测抗生素使用量（AMUQ）时存在方法学缺陷。传统的 Population Correction Unit（PCU）方法，因在计算分母时未能充分考虑动物体重、寿命、种群动态等因素，导致 LBIO 估算不准确，进而影响抗菌药物使用强度（AMUI）的计算精度。这使得我们难以准确把握畜牧业抗生素的实际使用情况，制定科学有效的管控政策也困难重重。
为了解决这些问题，来自联合国粮食及农业组织（FAO）动物生产与健康司等机构的研究人员开展了相关研究。他们通过开发新的 Livestock Biomass Conversion（LBC）方法，对全球畜牧业抗生素使用量进行预测分析。研究成果发表在《Nature Communications》上，为全球畜牧业抗生素使用的合理调控提供了重要依据。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先，利用时间序列数据，借助向量自回归（VAR）和向量误差修正（VEC）计量经济模型，结合人类人口增长预测数据，对 2040 年主要家畜和水产养殖物种的种群数量进行了预测。其次，开发了 LBC 方法，综合考虑物种、商品类型、生产系统、生产周期和群体活重等因素，精准估算 LBIO。最后，通过构建不同情景，模拟 LBIO 和 AMUI 的变化，预测 AMUQ 的潜在轨迹，并进行了稳健性检验。
研究结果
- 2019 年基线年的畜牧业 AMUQ 和 AMUI：研究人员运用 LBC 和 PCU 两种方法，分析了 2019 年各地区畜牧业 AMUQ 和 AMUI 水平。结果显示，全球畜牧业 AMUQ 在 LBC 方法下约为 110,777 吨，PCU 方法下约为 99,414 吨。LBC 方法计算出的 AMUI 在各地区均高于 PCU 方法，其中北美差异最为显著，约为 52% 。这是因为 LBC 方法整合了更全面的数据，能更精确地反映 LBIO 情况。
- 2040 年全球畜牧业 AMUQ 预测：在 “一切照旧”（BAU）情景下，研究人员预测全球畜牧业 AMUQ 到 2030 年将达到约 131,411 吨，到 2040 年将达到约 143,481 吨，分别较 2019 年增长约 18.6% 和 29.5% 。预测曲线呈现出稳步上升的趋势，但在 2018 - 2019 年因非洲猪瘟（ASF）爆发出现急剧下降，这体现了模型对外部事件的捕捉能力。
- 2040 年各地区畜牧业 AMUQ 预测：对不同地区的预测表明，到 2040 年，亚洲和太平洋地区预计仍是全球 AMUQ 最大的贡献地区，占比约 64.6%，估计使用量约为 92,687 吨；南美洲紧随其后，占比约 19% ；非洲、北美和欧洲的占比分别约为 5.7%、5.5% 和 5.2%。同时，亚洲和太平洋地区、非洲以及南美洲的 AMUQ 预计增长显著，而欧洲和北美变化较小。
- 2019 - 2040 年畜牧业 AMUQ 的相对变化：分析显示，不同地区 AMUQ 的增长情况差异明显。LBIO 快速增长的地区，如亚洲和太平洋地区（预计增长约 41.1%）、非洲（约 40.8%）和南美洲（约 19.6%），AMUQ 增长也最为显著；欧洲预计变化极小（约 0.6%），北美则可能出现轻微下降（约 - 3.1%）。从全球来看，畜牧业 AMUQ 的年增长率预计约为 0.7%，但各地区增长速度有所不同。
- 2040 年畜牧业 AMUQ 的轨迹预测：研究人员探索了多种情景下 2040 年畜牧业 AMUQ 的潜在轨迹。在不同 LBIO 和 AMUI 组合的情景中，当 LBIO 处于上限且 AMUI 不变时（情景 S1），AMUQ 预计增长约 14.2% ；当 LBIO 处于下限且 AMUI 不变时（情景 S2），AMUQ 仅下降约 14% 。而当 AMUI 降低 30%（情景 S3 - S5）或 50%（情景 S6 - S8）时，尤其是结合较低的 LBIO，AMUQ 可实现显著下降。其中，情景 S8（LBIO 最低且 AMUI 降低 50%）下，AMUQ 预计下降约 56.8% 。
- 不同家畜物种的 AMUQ 预测稳健性检验：鉴于研究中 AMUQ 预测依赖于 AMUI 数据，而 AMUI 数据又来源于销售数据，存在一定的不确定性。研究人员采用替代方法进行稳健性检验，综合文献中的 AMUI 参数和 LBIO 预测数据，对不同家畜物种的 AMUQ 进行预测。结果显示，到 2040 年，家畜 AMUQ 总量预计将大幅增长，达到约 120,138 吨，较 2019 年增长约 30% 。其中，猪仍是抗生素的主要消耗者，预计到 2040 年使用量约为 40,646 吨，占总量的近 34% ；牛次之，预计使用量约为 31,655 吨；羊、山羊和鸡也有一定的使用量，分别约为 14,441 吨、10,682 吨和 5,066 吨；水产养殖的抗生素使用预计将快速增长，到 2040 年约为 17,648 吨。
研究结论与讨论
该研究通过引入 LBC 方法，改进了家畜生物量的估算方式，为全球畜牧业抗生素使用量的预测提供了更准确的依据。研究发现，在 BAU 情景下，全球畜牧业抗生素使用量将持续上升，但通过降低 AMUI 和优化 LBIO，可以有效减少 AMUQ。不同地区在抗生素使用量和增长趋势上存在显著差异，亚洲和太平洋地区是主要使用地区，而非洲的增长速度最快。这与各地区的经济发展、人口增长以及畜牧业生产方式密切相关。
研究还指出，实现 AMUQ 的显著减少需要综合考虑多方面因素，包括制定国家政策、加强农场技术干预、创新经济和金融机制等。同时，建立独立的行动机制，如 79 届联合国大会宣言中建议的独立小组，对于协调全球努力、推动科学证据的应用和战略计划的实施至关重要。
然而，该研究也存在一定的局限性。数据方面，公共数据的可获取性和质量有待提高，缺乏物种特异性数据和抗生素类别细分数据，且销售数据与实际使用情况存在偏差。未来需要进一步加强数据收集和标准化报告，以提高 AMUQ 估算的准确性和可靠性。尽管如此，这项研究为全球畜牧业抗生素使用的研究和政策制定提供了重要的参考，有助于推动全球在应对抗菌药物耐药性问题上取得进展，促进畜牧业的可持续发展，保障全球公共卫生安全。
