Физиология человека и животных

Каждая из этих возможностей детально будет рассмотрена ниже, но пока ясно одно, что основная передача может осуществляться через пищевые продукты. Поэтому в обзоре рассмотрен ограниченный круг животных, мясо которых потребляет человек. К ним относятся овцы, телята, коровы, свиньи и птица. Были проведены следующие исследования: 1) идентифицированы и подсчитаны основные резервуары резистентных кишечных микроорганизмов у мясных животных; 2) определен уровень загрязнения туш кишечной микрофлорой при забое животных; 3) проведено сравнение штаммов Е.

Получено доказательство биохимического подобия штаммов Е. colt человека и животных, а также микрофлоры кишечника животного и микрофлоры туши по обеим характеристикам. Таким способом были идентифицированы различные виды животных, составляющие потенциальный резервуар резистентных штаммов Е. coli для человека. На основании полученных данных удалось провести сравнение ситуации по резистентным штаммам среди людей и животных [37].

Подсчет проводили на среде без антибиотиков. Средние величины, полученные при подобных подсчетах, затем сравнивали с результатами аналогичных подсчетов, проведенных с использованием таких же десятичных разведений, но на среде с тетрациклином или ампициллином. Таким образом, было определено количество колибактерии, резистентных по крайней мере к этим двум антибиотикам. В таблице 26.1 приведены средние данные, характеризующие каждый вид животных, а также человека.

В противоположность этому при подсчете на среде с антибиотиками были установлены различия. У свиней и крупного рогатого скота ие обнаружены резистентные к тетрациклину и ампициллину бактерии. Количество резистентных к антибиотикам форм Е. coli. Хотя резистентность к антибиотикам может передаваться всеми колиба-ктериями, однако культура Е. coli как отдельный вид была изучена по ряду причин. Во-первых, к этому виду относятся возбудители заболеваний человека и животных; во-вторых, что имеет особый практический смысл, возможность использовать метод серотипнрования для идентификации штаммов Е.

Все штаммы Е. coli были подвергнуты О-серотипированию в микрореакции агглютинации [42], а также определена их чувствительность или резистентность в отношении ряда антибиотиков [57]. Число штаммов Е. coli, резистентных хотя бы к одному антибиотику из восьми испытанных, было сравнено с общим числом изолятов от каждого вида животных. Такое сравнение правомочно только между изолятами, выросшими на среде без антибиотиков, где не проявлялось селекционное влияние антибиотиков.

Из 600 изолятов от овец только одна колония оказалась резистентной и причем только к сульфонамидам. Совершенно другие результаты были получены на телятах. Производственный опыт, проведенный на телятах в 400 не граничащих между собой фермах показал, что 63% изолятов Е. coli резистентны к одному антибиотику, а у интенсивно растущих телят эта величина достигала 99,6% [42, 44]. У свиней и птицы также установлен высокий процент резистентных форм Е.

Для этого определяли устойчивость всех изолятов Е. coli, выделенных от различных видов животных. В таблице 26.3 приведены процентные соотношения всех изолятов, несущих R-фактор, у различных животных. Резистентность к сульфонамидам, стрептомицину и те-трациклинам была обнаружена у большей части изолятов от телят, свиней и птицы. За резистентностью к ампициллину следовала резистентность к хлорамфениколу, неомицину и фуразолидону.

Разнообразие О-серотипов резистентных форм Е. coli в составе различных животных резервуаров. Значение резервуаров микробов у животных как потенциальных источников резистентных бактерий для человека может зависеть в конце концов от того, насколько легко животные штаммы могут приживаться в кишечнике человека. Условия, которые могут определять этот процесс в организме человека, фактически неизвестны, но О-серотип штаммов может иметь значение.

Поскольку способность штаммов Е. coli к приживанию в кишечнике человека зависит от G-серотипов, то чрезмерное разнообразие последних у животных создает больше предпосылок для заселения кишечника. У людей редко удается выделить из одного образца кала более одного штамма резистентного серотипа даже при использовании селективных сред. В то же время из одного образца кала от животных (телят, свиней и птицы) постоянно вы- деляется множество О-серотипов бактерий (табл.

/. Контакт. Имеются данные, что здоровые люди, контактировавшие с животными, в значительно большем числе случаев содержат в своей нормальной микрофлоре резистентные к антибиотикам бактерии, чем другие люди [24, 56, 59, 98, 109]. Экспериментально установлено заражение людей, контактировавших с больными цыплятами, генетически маркированными штаммами Е. coli [56]. Хотя этот способ передачи инфекции и может иметь значение в каждом конкретном случае, однако число людей, вступающих в прямой контакт с животными, не столь велико, поэтому при оценке общей ситуации этот путь, видимо, имеет небольшое значение.

Например, у персонала кухонь (видимо, из-за соприкосновения с сырым мясом) обнаружено больше резистентных штаммов Е. coli, чем у служащих [34]. Важным источником для передачи колибактерии пациентам является сырое мясо, которое поступает на кухни больниц [17, 85]. Дорн и др. [20] обследовали 14 семей, которые употребляли в пищу мясо убитых на их фермах бычков и свиней, и сделали вывод, что соприкосновение с загрязненным бактериями мясом является основным путем передачи резистентных к антибиотикам микроорганизмов от животных к людям.

Подсчет резистентных форм Е. coli в тушах быков не входил в план нашей работы, однако не исключено, что штаммы, изученные в вышеуказанной работе, происходили из микрофлоры кишечника. О Сильной обсемененности мясных продуктов штаммами Е. coli сообщали и другие исследователи [67, 108]. Присутствие резистентных к антибиотикам штаммов Е. coli в кишечнике животных и на туше не говорит об их идентичности.

26.7). Однако животные, забитые на обычных бойнях, неизменно содержали большое число О-серотипов Е. coli. В случае овец и взрослого крупного рогатого скота туши загрязнялись чувствительными к антибиотикам штаммами. Это наводило на мысль о том, что большинство, если не все микроорганизмы, происходит от чувствительной к антибиотикам микрофлоры кишечника, а не из окружающей среды бойни, на которой, что наиболее вероятно, должны быть резистентные штаммы, j На тушах свиней и телят постоянно обнаруживались резистентные штаммы.

coli, обнаруженным в микрофлоре кишечника хотя бы у одного животного (табл. 26.8). Иногда штамм Е. coli, обнаруженный в туше, не удавалось выделить из содержимого кишечника всей группы животных, убитых в один и тот же день. Вполне возможно, что они имелись, но их нельзя было обнаружить в микрофлоре кишечника или, что более вероятно, они были в окружающей среде бойни и попадали на инструменты и руки забойщиков скота.

Б. Загрязнение бактериями туш белого мяса. С птицей связано много проблем. Прежде всего следует сказать, что при забое птицы в тех масштабах, которых требует торговля, его невозможно осуществить без заметного уровня загрязнения бактериями [82]. Даже в лабораторных условиях нельзя получить тушки птиц без кишечных микроорганизмов (Хоу, неопубликованные данные). Частично это может быть связано с анатомическими особенностями, создающими трудности при потрошении птицы.

3. Обработка мяса на кухне. Туши животных постоянно загрязняются кишечными колибактериями, поэтому не удивительно, что резистентные к антибиотикам штаммы попадают на кухню с сырой свининой, телятиной и птичьим мясом. Процесс варки создает барьер на пути проникновения этих микробов в организм человека. Наиболее ординарным источником салмонеллеза у людей являются мясные продукты [55]; не исключено, что резистентные Е.

Другие продукты, которые едят сырыми или для приготовления которых не требуется дополнительная варка, также могут загрязняться резистентными штаммами Е. coli в силу указанных выше причин. В результате этого, помимо работников кухонь, все другие люди, употребляя такие продукты, заражаются микроорганизмами. Имеющиеся данные говорят о том, что соприкосновение с загрязненным бактериями сырым мясом является наиболее вероятным путем проникновения Е.

Это еще раз подтверждает вывод о том, что большинство штаммов Е. coli попадает на кухню с сырым мясом, птицей и другими пищевыми продуктами. Именно эти источники способствуют быстрой обсемененности кишечника человека штаммами животного типа [15]. На основании приведенных данных было сделано заключение об отсутствии больших различий в персистенции в кишечнике человеческих и животных штаммов. Качественное сходство.

Весьма возможно, что при увеличении числа обследованных людей могут быть обнаружены и эти 14 изолятов. В то же время эти 14 О-серотипов были выделены нами из содержимого кишечника телят, свиней и птицы. Пока можно только допустить, что они животного происхождения. Количественные различия. Несмотря на то что у людей и различных животных были обнаружены подобные резистентные О-серотипы, отношение резистентных к чувствительным изолятам оказалось значительно выше у животных, чем у людей (см.

Богатство и разнообразие О-серотипов у животных значительно превосходит их число, обнаруженное к настоящему времени у людей. Факт, что микрофлора человека не насыщена резистентными микроорганизмами,, вызывает некоторое воодушевление. Это может указывать на ограниченный поток резистентных штаммов из животных источников к. человеку, но, как мы установили, всегда имеется потенциальный риск. Для поддержания существующего равновесия важно как можно строже ограничить применение антибиотиков.

coli, Salmonella или Shigella) лечение инфекции антибиотиками встречает много трудностей. Так, в 1972 г. штаммы S. typhi, несущие R-плазмиды резистентности к хлорамфениколу, вызвали 10 тыс. случаев тифозной лихорадки в Мексике. Полагают, что возникшая ситуация явилась следствием широкого и неограниченного использования хлорамфеникола, что способствовало возникновению резистентности к нему у кишечной микрофлоры.

Большинство энтеропатогенных штаммов Е. coli обладает множественной резистентностью, и борьба с ними может быть строго ограничена применением полимиксина вместо неомицина и кана-мицина. Антибиотикотерапия при этих инфекциях не является обязательной или необходимой, однако при неонатальных инфекциях, которые могут заканчиваться смертельным исходом, например как при вспышке в Мидлсбро, ограниченность в выборе антибиотиков может сказаться очень сильно [3].

Инфекции мочеполового тракта отличаются от обычных инфекций, вызываемых Е, coli. Положительно зарекомендовало себя применение сульфонамида. Однако известно много случаев инфекций, вызванных штаммами, резистентными к сульфонамиду [28, 83]. Эти наблюдения интересны в том плане, что у животных и птиц обнаружено большое число резистентных к сульфонамидам штаммов Е. coli (см. табл. 26.3). Резистентность при этой инфекции не является серьезной проблемой, поскольку можно подобрать другие препараты, но суль-фонамиды применять нельзя.

Альтернативный путь может оказаться довольно дорогим и привести к отбору препаратов антибиотиков, дающих нежелательные побочные реакции. Большинство несистемных энтероинфекций у людей не требует применения антибиотиков, и поэтому при заражении резистентными штаммами неотложных проблем не возникает. Резистентность, обусловленная R-фактором, может представлять проблему лишь при лечении ограниченного числа инфекций, в частности при неонатальных энтеритах, менингитах, при системной салмонеллезной инфекции и энтеролихорадке.

Вполне возможно, что животные на фермах и сейчас получают также много антибиотиков в некоторых целях. В дополнение к широкому применению в терапии большое количество антибиотиков используется в профилактических целях. Для промышленного животноводства важно, чтобы профилактическое применение антибиотиков предотвращало риск возникновения заболеваний. Такое применение антибиотиков увеличивает резервуар резистентных микроорганизмов точно так же, как это-происходит при применении их для стимуляции роста.

По-видимому, аналогичные препараты следует разработать и для целей профилактики. Ситуация в ветеринарии имеет аналогию и в медицине. Анти-биотикотерапия создает резистентную популяцию микроорганизмов в кишечнике человека. Особенно заметно это происходит в больницах, где антибиотики применяют широко. Контактное, перезаражение резистентными бактериями в больницах особую опасность представляет для больных хирургических отделений.

coli, например у женщин с предрасположением к инфекциям мочевого тракта, шансы вызвать резистентность у этих штаммов повышаются. Микрофлора кишечника у людей не так сильно насыщена R-плазмидами, как микрофлора свиней, телят и птицы. Однако поскольку использование антибиотиков неизбежно селекционирует резистентность, то рано или поздно это будет иметь значение для отдельных людей, поэтому применение антибиотиков необходимо тщательно регламентировать.

Резистентные штаммы Е. coli животных и птиц невозможно отличить от таких же бактерий, постоянно живущих в кишечнике человека и вызывающих инфекционные болезни. Вполне возможно, что значительное число штаммов Е. coli может попадать в организм человека с продуктами питания. Этот путь хорошо доказан для салмонелл, в то же время имеющиеся данные свидетельствуют о его правомочности и для Е. coli. Следовательно, будут приветствоваться любые попытки сократить общее число резистентных штаммов Е.

Хьюгтонсная исследовательская станция по птицеводству. Хантингтон, Англия На первом симпозиуме по применению антибиотиков в сельском хозяйстве были приведены данные [21], показывающие, что резистентность среди бактерий, патогенных для сельскохозяйственных животных, возросла до такой степени, при которой она уже затрудняла лечение инфекционных заболеваний. Хотя в развитии резистентности определенное значение имело терапевтическое применение антибиотиков, тем не менее основной причиной возникновения этого явления служит продолжительное скармливание антибиотиков с целью стимуляции роста животных.

coli тетрациклинрезистентными штаммами. По данным обзора 1957 г., ситуация среди поголовья свиней в Англии была такова, что у 36 % беконных свиней и 18 % молодняка на продажу практически все штаммы Е. coli оказались резистентными к тетрациклину [28]. Указанные факты представили большой интерес для экологии, но в то время они не привлекли должного внимания со стороны ветеринарии и медицины. Постепенное осмысливание открытия, сделанного японскими учеными в 1959 г.

coli. и салмонеллам, а также «переброситься» с животного мира на людей. Такая возможность стала более очевидной с 1967 г., когда было установлено, что резистентность к тетрациклину у большинства непатогенных Е. coli из пищеварительного тракта свиней и птицы, содержащихся на рационе с тетрациклином, является резистентностью передаваемого типа. Так, резистентность к тетрациклину была передана от 22 из 30 штаммов, выделенных от свинейлиз различных стад, содержащихся на рационе с тетрациклином, и от 27 из 30 штаммов, выделенных от цыплят на таком же рационе [25].

Результаты изучения штаммов, выделенных от свиней, явились хорошей иллюстрацией общей ситуации, которая сложилась в итоге продолжительного применения антибиотиков. Речь идет об увеличении в два раза числа резистентных штаммов в период с 1960— 1962 по 1965 г., а также появлении в 1965 г. штаммов, резисте.чтных к неомицину и фуразолидону, к которым все штаммы, выделенные в 1960—1962 гг., проявляли чувствительность.

Резистентность к ампициллину была отмечена у 2/з штаммов, а резистентность к стрептомицину и сульфо-намиду была характерна для штаммов с множественной резистентностью, а не для штаммов с резистентностью к одному антибиотику; резистентность к фуразолидону не удалось передать ни одному из этих штаммов. В Англии за период с 1961 г. по декабрь 1964 г. — февраль 1965 г. установлено значительное возрастание резистентности к антибиотикам Salmonella typhimurium, 61 % из 450 изученных штаммов S.

Из 4700 штаммов S. typhimurium, полученных за период с декабря 1964 г. по октябрь 1965 г., 1700 (36 %) относились к фаготипу 29, среди них 1660 (97,6 %) оказались резистентными к одному или нескольким антибиотикам. Штаммы фаготипа 29, выделенные в 1963 г., первоначально чувствительные ко всем антибиотикам, оказались резистентными к стрептомицину и сульфонамидам. Резистентность к тетрациклину появилась в начале 1964 г.

Имеются данные, указывающие на то, что резистентность к антибиотикам этих 1700 штаммов, которая, как правило, оказалась передаваемой, была приобретена штаммами при обитании их среди поголовья телят. О большом распространении резистентности среди штаммов S. typhimurium, выделенных от больных телят в Англии, сообщили Стивене и др. [34]; в частности, все изученные ими штаммы фаготипа 29 оказались резистентными к тетрациклинам, стрептомицину и сульфонамидам.

[3], совпадает с быстрым развитием системы промышленного выращивания телят в Англии, т. е. системы, предусматривающей совместное содержание большого числа их при поступлении из разных хозяйств, в которых широко применялись антибиотики для борьбы с падежом, в частности, от салмонеллеза. Приведенные факты, а также результаты опытов на свиньях и цыплятах, которых содержали на рационе с антибиотиками, и другие данные (см.

Эта рекомендация была узаконена Английским правительством в марте 1971 г. Аналогичная проблема была изучена Управлением по продуктам и лекарствам США (сообщение 1972 г.) и ВОЗ (сообщение 1974 г.). В отличие от сообщения Шванновского комитета доклад Американского управления не приобрел силу закона, так как ко времени публикации этого хорошо документированного доклада появилось большое число дополнительных научных статей по резистентности к антибиотикам у животных, что подтвердило и показало значение результатов приведенных в приложении к упомянутому докладу и в обзоре Смита [25].

выделенных от домашних животных. В частности, было установлено, что такие штаммы на Североамериканском континенте распространены значительно шире, поскольку там антибиотики использовали в большем объеме, чем в Европе, где они применялись в довольно ограниченном масштабе. В Северной Америке высокая степень резистентности характерна для салмонелл, изолированных от большинства видов домашних животных, тогда как.

В Канаде 36 % из 108 изолятов S. typhimurium от животных оказались резистентными к хлорамфениколу, в других странах такие штаммы выделяли редко [8]. В пищеварительном тракте животных, содержавшихся на рационе с добавкой антибиотиков, было обнаружено огромное количество непатогенных штаммов Е. coli с передаваемой резистентностью к антибиотикам (R+), поэтому важное значение имеет, как и в какой степени указанная резистентность к антибиотикам может передаваться другим энтеробактериям, особенно патогенным.

Больших успехов удалось добиться на домашних животных. Известен пример передачи резистентности путем введения цыплятам сразу же после их вы-лупления из яиц (когда пищеварительный тракт еще стерилен) штамма Е. coli R+ [39]. Затем через 6 ч цыплятам были введены микробы-реципиенты, например Е. coli или 5. typhimurium, причем до того, как были даны корм и питье. Позднее Смит [24] показал передачу Р+-фактора эпидемической формы в организме цыплят с обычной микрофлорой пищеварительного тракта.

coli штамму 5. typhimurium, который является реципиентом R-факторов in vitro и хорошо обсеменяет пищеварительный тракт цыплят. Лучшими донорами in vivo оказались те штаммы, которые были лучшими при передаче in vitro и лучше приживались в пищеварительном тракте {например, F 21); в том случае, если доноры были плохими в указанных выше двух аспектах, то передача резистентности не удавалась (например, F20,'B63 или F14).

Определение числа живых клеток в содержимом выделений у некоторых из этих цыплят показало, что количество S. typhimurium с приобретенным R-фактором превосходит число Е. coli R+, что является дополнительным доказательством фактической передачи R-фактора in vivo, а не в культуральной среде, использованной для их выявления. В таблице 27.3 приведены сравнительные результаты передачи R-фактора отдельным штаммам -салмонелл от хорошего донора in vitro (штамм Е.

Например, в опыте с подкормкой стрептомицином или ампициллином, в образцах выделений и печени цыплят удавалось обнаружить « Отсчет времени после пероралыюго заражения 5. typhimurium суточных цыплят, содержавшихся затем три дня на рационе с добавкой антибиотика. Т — S. typhimurium, выделенный после обогащения среды селенитом или из обычной среды (Д). Графы, обозначенные символом > 1 пли > 50, —1 или 50 колоний и указывают на число S.

Пример опыта по такой передаче представлен в таблице 27.4 [29]. В этом опыте группе из 40 цыплят перорально ввели S. typhimurium и затем скармливали рацион, содержащий 100 мг/кг ампициллина. В результате было отмечено сильное снижение обсемененности Е. coli в пищеварительном тракте цыплят. Через два дня после начала опыта они обнаружились только в помете одного цыпленка, причем данный изолят Е. coll обладал R-фактором резистентности не только к ампициллину, но и к стрептомицину, сульфонамидам, хлорамфениколу, тетрациклинам и спектиномицину (А, С, Су, X, Т, Сп соответственно) .

typhimurium с R-фактором устойчивости к А, С, Су, X, Т и Сп. Были также обнаружены Е. coli R+ и 5. typhimurium R+ штаммы, если вместо ампициллина вводили стрептомицин, хлорамфеникол, тетрациклин и спектиномицин. Большинство из этих микробов несли R-фактор устойчивости к А, С, Су, X, Т и Сп. Таким образом, весь опыт показал, что подобные микроорганизмы могут стать доминантными штаммами в пищеварительном тракте, если цыплятам экспериментально внести S.

Там они стали доминантными благодаря селектирующему действию корма, содержащего антибиотик. Впоследствии они передавали свои R-факторы штаммам S. typhimurium. Эти R+-iuTaMMbi S. typhimurium, в свою очередь, становились доминантными по отношению к своим чувствительным двойникам также благодаря селективному действию корма, содержащего антибиотик. Основным и непосредственным результатом утвержденных в марте 1971 г.

coli, которая к тому времени имелась у свиней и птицы в Англии. Необходимо заметить, что повышение доминантной роли Е. coli главным образом было связано с повсеместным в течение 17 лет использованием тетрациклинов в качестве кормовых добавок. Этот вопрос был изучен Смитом [26, 27], который обнаружил резистентные к антибиотикам штаммы Е. coli в кале свиней, доставляемых на продажу на Хелмсфордском рынке з период 1956—1975 гг.

coli, указанное в обзоре за 1956 г., является следствием использования тетрациклинов в течение первых пяти лет в качестве кормовой добавки. Значительно большее число штаммов в 1970 г. явилось результатом их дальнейшего применения. Если эти результаты типичны для положения в Англии в целом, то доминировавшие среди свиней штаммы Е. coli в 1970 г. были резистентными к тетрациклинам; они обладали способностью к конъюгации и, таким образом, были потенциально способными к передаче плазмид, кодирующих резистентность не только к тетрациклинам.

coli с тетрациклинами, что привело к возникновению резистентных штаммов, конкурирующих с чувствительными штаммами. Уменьшение числа тетрациклин-резистентных штаммов с передаваемой резистентностью, начиная с 1970 г. (табл. 27.7), показывает, что механизм передачи резистентности к тетрациклину в безтетрациклиновой среде, как правило, функционирует плохо. Кроме того, недостаточная эффективность принятых мер может быть связана с продолжительным использованием тетрациклина в ветеринарии.

, 127 оказались, кроме того, резистентными к сульфонамидам, вероятно, в силу резистентности одной плазмиды к стрептомицину и сульфонамиду. Применение этих антибиотиков могло способствовать выживанию резистентных к тетрациклинам штаммов Е. coli, так как из 144 вышеуказанных штаммов 63 были те-трациклинрезистентными, а из 146 штаммов, селекционированных по этому признаку, 28 оказались, кроме того, резистентными к стрептомицину.