《Journal of Food Protection》:Controlling foodborne antimicrobial-resistant bacteria: The gen(i)e is out of the bottle
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作为环境与人类和动物种群之间的通道,食品处于一体健康(One Health)的核心位置,并且是致病性和非致病性抗生素耐药细菌(antibiotic-resistant bacteria, ARB)传播的主要载体。为了减轻相关的公共卫生负担,因此通过食品消费减少
作为环境与人类和动物种群之间的通道,食品处于一体健康(One Health)的核心位置,并且是致病性和非致病性抗生素耐药细菌(antibiotic-resistant bacteria, ARB)传播的主要载体。为了减轻相关的公共卫生负担,因此通过食品消费减少人类对抗生素耐药细菌的暴露至关重要。本叙述性文献综述的目的是证明,尽管减少农业中的抗生素使用是必要的,但不足以保护人类免受抗生素耐药食源性感染的暴露。为了支持这一论点,研究人员收集、分析并综合了已发表文献中的信息。人类以及动物和植物源食品生产中抗生素使用的增加,导致了自然和人工环境中(包括土壤、水道、农场和食品加工设施)抗生素耐药细菌的流行率上升。这意味着即使在食品生产中未有意识使用抗生素,食品也可能在多个阶段受到污染,凸显了跨食品链协调控制的重要性。本综述概述了两种互补策略对控制食品中抗生素耐药细菌污染的重要性:(i) 在农业食品系统中进行有针对性的抗菌药物管理(antimicrobial stewardship),以最小化耐药细菌的出现和富集(AMR特异性干预,AMR-specific interventions),以及 (ii) 在整个食品链中实行严格的卫生和污染控制,以广泛降低细菌负荷(AMR敏感干预,AMR-sensitive interventions)。研究人员将提供这些干预措施如何在全球范围内从食品生产到食品服务实施的例子,以降低食品受抗生素耐药细菌污染的风险。研究人员得出结论,减少食品供应中抗生素耐药细菌的流行需要协作的一体健康(One Health)方法,并以食品卫生为核心。
**Antibiotic use.** 抗生素使用是驱动抗生素耐药性(Antimicrobial Resistance, AMR)的主要因素。任何超过最小选择浓度(Minimum Selective Concentration, MSC)的药物浓度都会选择耐药菌(Antibiotic-Resistant Bacteria, ARB),并促进耐药基因的水平转移。抗生素广泛用于人类、动物和植物的治疗、疾病控制和预防,以及动物促生长(虽已不鼓励)。人类抗生素使用量从2016年的295亿限定日剂量(Defined Daily Doses, DDD)增至2023年的343亿DDD,预计2030年达751亿DDD。全球73%的抗生素用于食用动物,用量从2010年的57,290吨升至2020年的99,500吨。水产养殖抗生素用量从2017年的10,000吨预计增至2030年的13,600吨。植物生产中抗生素用量相对较小,但85个国家中29国确认使用,平均每年240.7吨。治疗个体的排泄物富含ARB和活性抗生素残留,通过粪便、径流、尘埃、废物处理系统进入环境,再用于施肥,污染土壤和水道。水产养殖中高达80%的剂量进入周围环境,可污染邻近水生生物。
**Environmental effects of antibiotic use.** 抗生素污染导致环境浓度超过预测无效应浓度(Predicted No-Effect Concentrations, PNEC),选择耐药菌并驱动耐药基因的动员。MSC和PNEC值比最小抑菌浓度(Minimum Inhibitory Concentrations, MIC)低10至500倍。分析显示,7.9%的水环境分析中抗生素残留超过PNEC,医院废水43%,制药工业废水48%。抗生素使用的影响持久:猪场停用抗生素10年后,四环素耐药大肠杆菌(*Escherichia coli*)从82%降至42%。欧洲26国2008至2018年数据显示,抗生素使用增加后,人类ARB报告立即增加,并持续四年,且邻国使用独立影响本国ARB流行率。
**Foodborne carriage of antimicrobial-resistant bacteria (ARB).** 耐药菌在自然和人工环境中被选择,污染作物、食用动物和加工环境。一项范围综述发现1069项研究调查食品中ARB,383项描述从食品到人的传播。亚洲水产食品中,食源性病原菌对青霉素耐药率60.4%,磺胺类32.9%,四环素类21.5%。WHO列为“最高优先级关键抗菌药”的耐药率因病原体而异,如大肠杆菌对第三代头孢菌素耐药率27.1%。植物性食品中也检测到对医学重要抗菌药的耐药性。估计食源性暴露致人类耐药感染的比例困难,但荷兰19%的产超广谱β-内酰胺酶(ESBL)和AmpC大肠杆菌与食品来源有关,美国68%的弯曲菌病归因于家禽。超过90%的尿路感染由大肠杆菌引起,流行病学研究发现与家禽和猪肉消费相关。
**Tackling AMR requires AMR-specific and AMR-sensitive interventions.** AMR特异性干预直接针对耐药菌的出现和富集,通过抗菌药物管理;AMR敏感性干预通过降低总体微生物污染来减少敏感和耐药菌群。
**AMR-specific interventions.** 抗菌药物管理在人类医学和农业中推广。减少农业抗生素使用是最直接的干预,但直接联系难建立。一些研究显示有机或抗生素自由产品与常规产品MDR菌差异不大,但大型观察性和荟萃分析显示有机产品MDR菌较低。农场水平上,英国研究无线性关联,物种和历史使用影响大。治疗效果方面,12项研究比较处理与对照牛的ARB浓度,多数未发现显著增加,有些反而下降(如表1所示)。
**Antimicrobial-sensitive interventions.** 食品卫生措施广谱有效,降低总细菌即降低ARB。即便无抗生素使用,食品仍可在多个环节被污染,每个环节也有控制机会。
- **Reducing pathogens and antibiotic-resistant bacteria on farms:** 生物安全措施防止病原体进入和传播。减少抗生素使用与生物安全和管理改善相关,如隔离、洗手、防护装备等。动物福利、疫苗接种减少疾病。改善卫生设施可减少抗生素使用高达57%,ARB减少99%。废水管理和清洁水、卫生设施(WASH)降低风险。
- **Harvest Hygiene:** 动物和植物携带微生物群,收获卫生决定ARB进入食品链的程度。动物肠道菌群多样,ARB流行率可变。屠宰时,动物可从运输、待宰环境获得ARB。胴体污染源包括皮毛、肠道等,屠宰设备和接触面是持久储库。多重干预措施(热水洗、蒸汽、有机酸冲洗)可减少2至3 log
10,甚至4至5 log
10,对耐药和敏感菌同样有效。
- **Food preparation:** 人类是食品链中常见污染源,尤其在家庭、学校、餐馆。巴西一半以上食源性疾病爆发来自家庭,欧洲41.3%。家庭食品处理行为与教育水平相关,培训对预防交叉污染关键。
**The effect of infrastructure and social factors.** ARB流行受社会、环境和基础设施因素影响。103国研究中,中低收入国家耐药菌更高,尽管人均抗生素使用低,但卫生、治理和卫生支出差是关键。基础设施改善(卫生、清洁水、电力)与最大耐药性降低相关。社会经济因素影响农场管理,如生物安全和废物处理。
**Education and training.** 食品生产、加工和制备各环节的教育培训存在差距。2024年TrACSS调查显示,高收入国家42%支持AMR和食品安全培训,低收入国家仅4%。培训可提高技能,减少ARB污染。欧洲研究强调在职培训对确保法规遵守至关重要。
**Conclusion.** 食品是传播ARB的载体,其多样性和数量取决于抗生素使用和污染控制。抗菌药物管理必须与食品卫生综合措施互补,可减少暴露100至1000倍。成功取决于持续投资培训、教育和基础设施,包括清洁水、废物管理和生物安全。