Medycyna Weterynaryjna - Summary Med. Weter. 69 (3), 131-135, 2013

Artyku³ przegl¹dowy Review

Substancje o aktywnoœci przeciwdrobnoustrojowej (antimicrobial activity), przede wszystkim dotycz¹cej bakterii, to zwi¹zki naturalnie wystêpuj¹ce w przy-rodzie, g³ównie wytwarzane przez drobnoustroje; s¹ one antybiotykami sensu stricto. Pó³syntetyczne peni-cyliny, cefalosporyny i makrolidy czy te¿ syntetyczne amfenikole (florfenikol) na ogó³ charakteryzuj¹ siê lepszymi w³aœciwoœciami farmakodynamicznymi (ak-tywnoœci¹ przeciwdrobnoustrojow¹) i farmakokine-tycznymi oraz mniejsz¹ toksycznoœci¹ w porównaniu do swoich naturalnych protoplastów. Równie¿ synte-tycznie otrzymywane chemioterapeutyki (fluorochino-lony) cechuj¹ siê tak¹ sam¹ aktywnoœci¹ i umownie, one równie¿ mog¹ byæ nazywane antybiotykami, co w niniejszym artykule ma miejsce. Mimo ¿e anty-biotyki znalaz³y, pocz¹wszy od odkrycia penicyliny i wdro¿enia jej w lecznictwie bakteryjnych chorób cz³owieka i zwierz¹t, coraz wiêksze zastosowanie, to obecnie, wprawdzie w znacznie mniejszym zakre-sie, wykorzystywane s¹ w leczeniu chorób wywo³a-nych przez paso¿yty (zw³aszcza pierwotniaki), grzy-by i wirusy.

Mechanizm dzia³ania przeciwdrobnoustrojowego antybiotyków polega miêdzy innymi na hamowaniu:

syntezy DNA (fluorochinolony), syntezy RNA (rifam-pina), syntezy bia³ek (aminoglikozydy, makrolidy, te-tracykliny, amfenikole), syntezy mureiny (â-laktamy, bacytracyna) i funkcji b³ony cytoplazmatycznej (poli-myksyna, kolastyna).

W przeciwieñstwie do antybiotyków, które maj¹, jak wykazano wy¿ej, œciœle okreœlone cele dzia³ania w obrêbie komórki bakteryjnej i specyficzne sposoby okreœlonych akcji – œrodki dezynfekuj¹ce (biocydy), czyli produkty biobójcze nie maj¹ specyficznych ce-lów oddzia³ywania negatywnego na funkcje komórki bakteryjnej. Maj¹ natomiast szersze obszary bakterio-bójczoœci (24). Dzia³aj¹ jako elektrofilne lub b³ono-aktywne czynniki, zale¿nie od u¿ytego stê¿enia (20, 28). Reaguj¹ poprzez inaktywacjê enzymów maj¹cych decyduj¹ce znaczenie w metabolizmie bakterii i tym samym hamuj¹ wzrost oraz rozmna¿anie, a¿ po lizê komórki, nastêpuj¹c¹ po kilkugodzinnej ekspozycji (11). Dla przyk³adu, charakterystyczna dla ich mecha-nizmu dzia³ania jest modyfikacja czynnych grup bia-³ek i kwasów nukleinowych w nastêpstwie utleniania lub precypitacji przez karbamaty i izotiazolonowe biocydy (20). Membranotropowo aktywne fenole, al-kohole, aminy oraz czwartorzêdowe sole amoniowe

Mechanizmy powstawania opornoœci bakterii

na dzia³anie antybiotyków i œrodków dezynfekuj¹cych

Pañstwowy Instytut Weterynaryjny – Pañstwowy Instytut Badawczy, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy

Truszczyñski M., Posyniak A., Pejsak Z.

Mechanisms of the emergence of resistance against the action of antibiotics and disinfectants in bacteria

Summary

The definition of antibiotics and disinfectants (biocides) has been presented. Pre-existence of antimicrobial resistance in bacteria was mentioned. The ability of bacteria to develop antibiotic resistance was characterized. Different mechanisms by which a bacterial population can develop resistance to one antibiotic and simultaneously to several antibiotics have been defined. It was stressed that the most frequent mechanism responsible for the acquisition of antibiotic resistance by a bacterial cell is the occurrence of horizontal gene transfer (HGT) between a resistant bacterial strain and a susceptible one. Remarks concerning the selection of resistant bacteria against one or more antibiotics simultaneously were given. It was concluded that prudent use of antibiotics in veterinary medicine should be obligatory, because reducing the use of these drugs is very important in controlling antibiotic resistance in bacteria, including pathogens. In the second part of the paper the resistance of bacteria to disinfectants was described. It was demonstrated that the mechanisms of bacterial resistance between antibiotics and disinfectants differ: however, similarities also exist. As in case of disinfectants, prudent use was also advised.

(QACs) atakuj¹ bakterie przez niszczenie ich b³on komórkowych b¹dŸ te¿ przez protonoforyczne inter-akcje z komponentami b³ony komórkowej. Powy¿sza klasyfikacja mechanizmów dzia³ania jest uproszczona, jako ¿e pewne biocydy daj¹ liczne dodatkowe efekty; miêdzy innymi QACs denaturuj¹ równie¿ bia³ka i en-zymy komórki bakteryjnej (11).

Alkohole dzia³aj¹ niszcz¹co na bakterie Gram-do-datnie i Gram-ujemne oraz na pr¹tki gruŸlicy. Podob-n¹ aktywnoœæ wykazuj¹ formaldehyd i glutaraldehyd. Natomiast anionowe surfaktanty, biguanidy, diamidyny, halogeny (w tym jodyna), fenole i QACs s¹ aktywne wobec bakterii Gram-dodatnich. Bli¿sze dane na ten temat przedstawiaj¹ Davin-Regli i Pagès (11).

Celem niniejszego artyku³u jest przedstawienie pro-blemu antybiotykoopornoœci bakterii wystêpuj¹cych u zwierz¹t, w tym równie¿ chorobotwórczych dla cz³o-wieka, czyli bakterii o w³aœciwoœciach zoonotycznych. Równoczeœnie celem publikacji jest porównanie me-chanizmów powstawania opornoœci bakterii na dzia-³anie antybiotyków i biocydów.

Powstawanie opornoœci na antybiotyki

Determinanty opornoœci przeciwdrobnoustrojowej (antimicrobial resistance) istnia³y od pojawienia siê bakterii na Ziemi, czyli od czasów bardzo odleg³ych od zastosowania antybiotykoterapii. Bakterie te okreœ-lane s¹ jako naturalnie oporne na dzia³anie antybioty-ków lub oporne dziêki mechanizmom wrodzonym (2). Oprócz bakterii z wrodzon¹ antybiotykoopornoœci¹ wystêpuj¹ szczepy bakteryjne wra¿liwe, ze zdolnoœci¹ do nabywania antybiotykoopornoœci w wyniku uprzed-nio maj¹cej miejsce zmiennoœci genomu ze skutkiem zmian metabolizmu komórkowego, wyra¿aj¹cych siê pojawieniem mo¿liwoœci wytwarzania enzymów o sze-rokim spektrum dzia³ania, w tym tak¿e inaktywuj¹-cych antybiotyki (25).

Drugim wa¿nym czynnikiem mechanizmu antybio-tykoopornoœci jest dysponowanie przez bakterie pom-pami efluksyjnymi (efflux pumps). Zlokalizowane w b³onie cytoplazmatycznej pompy s¹ bia³kami wy-pieraj¹cymi, wzglêdnie transportuj¹cymi na zewn¹trz komórki bakteryjnej substancje toksyczne, w tym rów-nie¿ antybiotyki (34). Pompy efluksyjne wystêpuj¹ zarówno w komórkach bakterii Gram-dodatnich, jak i Gram-ujemnych. Stanowi¹ one istotne „narzêdzie” zaistnienia antybiotykoopornoœci, w tym równie¿ wyst¹pienie opornoœci wieloantybiotykowej. Pompy efluksyjne nie rozwinê³y siê w odpowiedzi na stoso-wanie w lecznictwie ludzi i zwierz¹t antybiotyków, bowiem badania genomów bakterii z okresu przed wprowadzeniem antybiotykoterapii wykaza³y, ¿e za-wiera³y one ju¿ geny koduj¹ce pompy efluksyjne, co wskazuje na ich odwieczne pochodzenie. Szerokie stosowanie antybiotyków w medycynie i weterynarii przyczyni³o siê jednak¿e do selekcji szczepów za-opatrzonych w ten mechanizm. Ocenia siê, ¿e 5-10% wszystkich genów genomu bakteryjnego zwi¹zanych

jest z realizacj¹ w obrêbie komórki bakteryjnej trans-portu na zewn¹trz, a z tego znaczna czêœæ dotyczy kodowania w³aœciwoœci eflukcyjnych usuwania anty-biotyków (34).

Opornoœæ komórki bakteryjnej na ró¿ne antybio-tyki równoczeœnie (multidrug resistance) odnosi siê do wystêpowania ró¿nych genowych determinantów opor-noœci na wspólnym elemencie genetycznym. W tym przypadku jeden antybiotyk mo¿e selekcjonowaæ opor-noœæ bakterii te¿ na inne antybiotyki. Dodatkowo tego rodzaju koselekcja mo¿e dotyczyæ genów zwi¹zanych z innymi ni¿ antybiotykoopornoœæ w³aœciwoœciami, które mog¹ byæ umiejscowione na tym samym elemen-cie genetycznym, np. koduj¹c cechê chorobotwórczo-œci (2, 8).

Miêdzy u¿yciem antybiotyku w celach leczniczych, wzglêdnie metafilaktycznych a wyst¹pieniem opor-noœci na tê substancjê wystêpuj¹ ró¿nie d³ugo trwa-j¹ce okresy, które zale¿¹ od iloœci i sposobu jego po-dawania oraz w³aœciwoœci okreœlonego szczepu bak-teryjnego do nabywania tej cechy. Jak okreœlaj¹ to Acar i Moulin (2), zdolnoœæ bakterii do nabywania antybio-tykoopornoœci zale¿y od mo¿liwoœci dostosowywania siê poszczególnych bakterii do selekcyjnej presji ze strony zastosowanego antybiotyku.

Acar i Moulin (2) dziel¹ mechanizmy nabywania przez bakterie antybiotykoopornoœci na 6 kategorii:

1) aktywny efluks, który zapobiega osi¹gniêciu przez antybiotyk jego celu, czyli miejsca uszkadzania funkcji komórki bakteryjnej. Opisano szereg pomp efluksyjnych s³u¿¹cych temu celowi;

2) zredukowana przepuszczalnoœæ b³ony komórki bakteryjnej, która wystêpuje, kiedy dokonaj¹ siê mo-dyfikacje w jej kompozycji i funkcji;

3) inaktywacja antybiotyku przez enzymy wytwa-rzane przez bakteriê. Mog¹ one zmieniæ antybiotyk wewn¹trz komórki bakteryjnej lub zewn¹trz niej, po-zbawiaj¹c go dzia³ania przeciwbakteryjnego;

4) redukcja substratu stanowi¹cego cel dzia³ania antybiotyku, co obni¿a jego powinowactwo (affinity); 5) wystêpowanie populacji mieszanej bakterii wra¿-liwych i opornych przy koncentracji antybiotyku na selekcji komórek opornych;

6) mutacje bakterii przy nastêpuj¹cej selekcji przez antybiotyk bakterii opornych.

Pocz¹tkowo pochodzenie genów koduj¹cych deter-minanty antybiotykoopornoœci ³¹czono z drobnoustro-jem wytwarzaj¹cym antybiotyk i z jego potrzeb¹ chro-nienia siê przed bakteriobójczym dzia³aniem wytwa-rzanego antybiotyku (15), jednak pojawiaj¹ siê coraz liczniejsze dane wskazuj¹ce, ¿e oprócz tego mecha-nizmu ró¿ne gatunki bakterii, zw³aszcza te, które wystêpuj¹ w œrodowisku, dysponuj¹c wrodzon¹ anty-biotykoopornoœci¹, maj¹ potencja³ mobilizowania i transferu determinantów opornoœci do innych gatun-ków bakterii (26). Aktualnie wiadomo, ¿e w œrodowi-sku wystêpuje obszerny rezerwuar genów opornoœci. W próbkach pochodz¹cych z ró¿nych okresów

geo-logicznych, sprzed tysiêcy lat, wykazano obecnoœæ genów opornoœci. Okaza³y siê one tam liczniejsze ni¿ u bakterii chorobotwórczych przed er¹ stosowania an-tybiotyków w lecznictwie ludzi i zwierz¹t (10, 35), jednak liczba tych genów uleg³a znacz¹cemu zszeniu w wyniku ci¹g³ego wprowadzania coraz wiêk-szych iloœci ró¿nych antybiotyków.

W scharakteryzowanej sytuacji najczêstszy sposób nabywania opornoœci na antybiotyk przez dot¹d wra¿-liw¹ komórkê bakteryjn¹ stanowi horyzontalny trans-fer genów (horizontal gene transtrans-fer, HGT). Proces ten ma miejsce w mieszanej populacji bakterii, w której oporne na antybiotyk komórki bakteryjne kontaktuj¹ siê z komórkami bakteryjnymi, wra¿liwymi na dany antybiotyk. Najbardziej dogodnymi miejscami HGT s¹ niektóre ekosystemy oraz przewód pokarmowy zwierz¹t i ludzi.

Geny koduj¹ce opornoœæ przekazywane s¹ drog¹: 1) transdukcji, podczas której materia³ genetyczny przenoszony jest z bakterii opornej do bakterii wra¿-liwej;

2) transformacji, to jest pobierania materia³u gene-tycznego (DNA) uwalnianego poprzez autolizê komó-rek opornych na antybiotyki przez komórki wra¿liwe; 3) koniugacji, polegaj¹cej na przenoszeniu plazmi-dów R (R – resistance) b¹dŸ fragmentu chromosomu dawcy. W tym procesie oraz generalnie w ewolucji bakterii wystêpuje du¿a liczba genów zwi¹zanych z HGT (2).

Antybiotyki od momentu zastosowania u cz³owieka lub zwierzêcia po wydaleniu z organizmu docieraj¹ do œcieków i/lub wraz z nawozem pochodzenia zwie-rzêcego dostaj¹ siê do gleb i rzek, i a¿ do momentu degradacji pozostaj¹ w ró¿nych ekosystemach, w zmien-nych stê¿eniach, przez ró¿ny okres. Degradacja anty-biotyków przez antybiotykooporne bakterie wystêpu-j¹ce w œrodowisku jest doœæ powszechnym zjawiskiem (3, 4). Niektóre antybiotykooporne bakterie mog¹ na-wet rozmna¿aæ siê na pozosta³oœciach antybiotyków (bacterial residues) (2).

Potencja³ selekcji przez antybiotyki bakterii anty-biotykoopornych jest trudny do ograniczenia ze wzglê-du na szerokie rozprzestrzenienie w œrodowisku jed-nych i drugich. Efekty zale¿¹ od stê¿enia antybiotyku i w³aœciwoœci danej bakterii podlegaj¹cej selekcji w kierunku opornoœci. Najpierw selekcjonowane s¹ bakterie od zawsze oporne, czyli z wrodzon¹ antybio-tykoopornoœci¹. Nastêpnie dotyczy to bakterii pierwot-nie antybiotykowra¿liwych, które prze¿ywaj¹ w obec-noœci antybiotyku dziêki podanym uprzednio szeœciu mechanizmom.

Bakterie mog¹ nabywaæ opornoœæ ró¿nego stopnia. W przypadku niskiego poziomu opornoœci, ale prze-¿ycia w obecnoœci antybiotyku, w kolejnych genera-cjach stwierdza siê jej podwy¿szenie. Wykazano to w odniesieniu do fluorochinolonów (30).

Na tle przedstawionych danych nale¿y stwierdziæ, ¿e szerokie zastosowanie terapeutyczne antybiotyków

ju¿ w koñcu lat piêædziesi¹tych spowodowa³o dostrze-¿one trudnoœci w leczeniu chorób bakteryjnych przy u¿yciu tego rodzaju leków. W nawi¹zaniu do tego za-inicjowane zosta³y w Japonii na pocz¹tku lat szeœæ-dziesi¹tych badania nad wielorak¹ antybiotykoopor-noœci¹ (multiple antibiotic resistance) Shigella spp. z uwzglêdnieniem materia³u genetycznego plazmidów (33). W 1989 r. zidentyfikowano integrony, które okaza³y siê istotnymi elementami poœrednicz¹cymi w nabywaniu i ekspresji genów opornoœci (14, 22).

Szczepy bakteryjne równoczeœnie oporne na 3 lub wiêcej antybiotyków coraz czêœciej utrudniaj¹ anty-biotykoterapiê chorób zakaŸnych, zw³aszcza u hospi-talizowanych ludzi oraz w wiêkszych skupiskach zwie-rz¹t pozostaj¹cych w du¿ych fermach. Odnosi siê to zw³aszcza do bakterii rodzaju Salmonella, gatunku Escherichia coli i gronkowców oraz jest dowodem, ¿e masowe korzystanie z antybiotyków, niezale¿nie od naturalnego istnienia antybiotykoopornoœci stanowi obecnie powa¿ny czynnik w czêstoœci wystêpowania antybiotykoopornych bakterii chorobotwórczych. Zjad-liwoœæ i antybiotykoopornoœæ mog¹ byæ kodowane z tych samych wysp genomu bakteryjnego, co dodat-kowo jest negatywnym skutkiem stosowania antybio-tyków (2).

Zgodnie z danymi Acara i Moulina (2), przeciwnie ni¿ s¹dzono wczeœniej, determinanty opornoœci na anty-biotyki mog¹ utrzymywaæ siê u kolejnych pokoleñ danej populacji jako stabilna zmiana determinowana genetycznie. Rewersja bakterii antybiotykoopornych do wra¿liwoœci jest niezmiernie rzadka. Natomiast wobec braku presji selekcyjnej ze strony antybiotyku przewaga liczbowa szczepów opornych mo¿e wolno zmniejszaæ siê, co jednak nie jest równorzêdne z re-wersj¹. Tote¿ zaprzestanie lub zmniejszenie u¿ycia okreœlonego antybiotyku modyfikuje stosunki iloœcio-we miêdzy opornymi i wra¿liwymi szczepami, powoli zmniejszaj¹c w danej populacji liczbê bakterii opor-nych, jednak mimo up³ywu czasu bakteryjne komórki oporne utrzymuj¹ siê w tego rodzaju populacji, a licz-ba ich mo¿e niekiedy znowu wzrosn¹æ (2).

Rozprzestrzenianie siê bakterii w przyrodzie gene-ruje tworzenie licznych, pod wzglêdem udzia³u po-szczególnych gatunków zró¿nicowanych populacji bakterii wystêpuj¹cych w ekosystemach. Wystêpuj¹ praktycznie wszêdzie, na zewn¹trz i wewn¹trz orga-nizmów ludzi i zwierz¹t oraz w glebie i wodzie. Nie uwzglêdniaj¹c granic miêdzy ekosystemami, ma miej-sce sta³a wymiana w³aœciwoœci miêdzy bakteriami poszczególnych populacji. W tym kontekœcie nastê-puje sta³a wymiana bakterii, zw³aszcza miêdzy zwie-rzêtami rzeŸnymi i towarzysz¹cych cz³owiekowi a ludŸ-mi, z wp³ywem na stan zdrowia jednych i drugich (21). Topografia rozprzestrzeniania siê na Ziemi bakterii, w tym antybiotykoopornych, zwi¹zana jest z aktyw-noœci¹ cz³owieka, w tym z jego podró¿ami. £¹czy siê równie¿ z handlem i transportem zwierz¹t i ¿ywnoœci oraz pasz, a tak¿e bli¿szymi i miêdzykontynentalnymi

przelotami ptaków. W rozprzestrzenianiu bakterii anty-biotykoopornych uczestnicz¹ te¿ œcieki wodne oraz wiatry. Wymienionym zjawiskom podlega równie¿ rozsiewalnoœæ w skali globalnej bakterii antybiotyko-opornych oraz koduj¹cych opornoœæ genów. Jest za-tem oczywiste, ¿e bakterie antybiotykooporne mog¹ pojawiæ siê w ka¿dej lokalizacji kuli ziemskiej, kiedy zaistniej¹ odpowiednie warunki (29). W tym kontek-œcie konieczne s¹, zdaniem Acara i Moulin (2), dalsze badania czynników, które zwiêkszaj¹ HGT w glebie, wodzie i przewodzie pokarmowym zwierz¹t i ludzi. Mo¿na spodziewaæ siê, ¿e uzyskane rezultaty z tej dziedziny poprawi¹ strategie przeciwdzia³aj¹ce eks-pansji opornoœci przeciwdrobnoustrojowej (2).

Powstawanie opornoœci na biocydy

Stosowanie biocydów jest od lat powszechne, co ³¹czy siê z wyzwalaniem wœród bakterii opornoœci na nie, analogicznej do antybiotykoopornoœci (19, 23). W latach piêædziesi¹tych XX wieku potwierdzono w warunkach laboratoryjnych spadek wra¿liwoœci bak-terii na biocydy (27). Jak wynika z licznych publikacji cytowanych przez Davin-Regli i Pagèsa (11), wyka-zany zosta³ spadek skutecznoœci w odniesieniu do bak-terii, w tym patogenów w dezynfekcyjnym dzia³aniu kationowych biocydów, izotiazolonów, fenoli, chlor-heksydyny, QACs, triklozanów, parabenów oraz innych œrodków dezynfekuj¹cych (11).

Liczne doniesienia dotycz¹ce narastaj¹cej opor-noœci bakterii na biocydy nawi¹zywa³y do okreœlenia minimalnego stê¿enia hamuj¹cego (MIC), które jest szeroko stosowane w iloœciowej ocenie wra¿liwoœci bakterii na antybiotyki i u¿ywane do okreœlania zmian we wra¿liwoœci na dany antybiotyk. Poziom oporno-œci bakterii mo¿e wzrastaæ jako wynik powtarzanych ekspozycji na niskie stê¿enia biocydu lub jego wzra-staj¹ce stê¿enia (16, 31, 32).

Najczêstszy mechanizm pojawiania siê opornoœci bakterii na biocydy zwi¹zany jest z powodowanymi przez nie zmianami w strukturze b³ony komórkowej (envelope) otaczaj¹cej komórkê bakteryjn¹, co zwi¹-zane jest z redukcj¹ jej przepuszczalnoœci. W konsek-wencji penetracja biocydu do wnêtrza komórki jest ograniczona, co prowadzi do zmniejszenia jego sku-tecznoœci bakteriobójczej (7). Równie¿ lipopolisacha-rydy odgrywaj¹ kluczow¹ rolê w ochronnej barierze œciany komórkowej u bakterii Gram-ujemnych, co wyra¿a siê zwiêkszon¹ opornoœci¹ na dzia³anie bio-cydu (12). Inne doniesienia dotycz¹ce zredukowanej aktywnoœci biocydowej zwi¹zane z modyfikacj¹ kom-ponentów b³ony zewnêtrznej komórki bakteryjnej wskazuj¹ na zmiany odnosz¹ce siê do wystêpuj¹cych w niej bia³ek i fosfolipidów (6, 13).

Pompy efluksyjne omówione przy mechanizmach antybiotykoopornoœci usuwaj¹ z komórki bakteryjnej lub nie dopuszczaj¹ do jej wnêtrza nie tylko antybio-tyki, lecz równie¿ biocydy. W procesie ci¹g³ym obni-¿aj¹ ich wewn¹trzkomórkowe stê¿enie (5, 17). Pompy

efluksyjne wspó³uczestnicz¹ w obni¿aniu skuteczno-œci ró¿nych biocydów, w tym QACs, triklosanu, para-benów i innych (9, 18).

Porównuj¹c mechanizmy powstawania u bakterii opornoœci na antybiotyki i biocydy stwierdza siê wiele podobieñstw. W swej istocie podobny jest transfer genów koduj¹cych opornoœæ zarówno na jedne, jak i drugie, chocia¿ dotyczy to ró¿nych genów wprowa-dzaj¹cych do genomu wra¿liwej komórki bakteryjnej cechê opornoœci na antybiotyk lub biocyd. W przypad-ku antybiotyków, jak te¿ biocydów do podobnych me-chanizmów opornoœci zalicza siê te¿ zmiany w struk-turze i przepuszczalnoœci b³ony komórki bakteryjnej. Równie¿ w tym przypadku wp³yw na powstawanie opornoœci przeciw antybiotykom i biocydom maj¹ pompy efluksyjne. Za spraw¹ podobnych mechaniz-mów opornoœci mo¿e dochodziæ do zjawiska, w któ-rym opornoœæ na œrodki dezynfekuj¹ce wystêpuje u bakterii posiadaj¹cych zmniejszon¹ wra¿liwoœæ na antybiotyki.

Podsumowanie

Wobec narastaj¹cej antybiotykoopornoœci bakterii, które zw³aszcza w chowie wielkotowarowym drobiu i zwierz¹t ss¹cych, w tym coraz szerzej w chorobach polietiologicznych, odgrywaj¹ coraz wiêksz¹ rolê, nale¿y intensyfikowaæ badania zmierzaj¹ce do opra-cowania na skalê przemys³ow¹ technologii nowych, bezpiecznych antybiotyków. Tym niemniej nale¿y kontynuowaæ dzia³ania prowadz¹ce do ograniczenia stosowania antybiotyków do niezbêdnego minimum zastêpuj¹c je szczepionkami. Za równie¿ pomocne w tym wzglêdzie uwa¿a siê doskonalenie testów diag-nostyki laboratoryjnej chorób infekcyjnych zwierz¹t i ludzi, wywo³ywanych przez bakterie. Istotne jest bowiem przeciwdzia³anie transferowi zaka¿eñ, w tym przenoszeniu bakterii antybiotykoopornych w obrêbie ferm zwierz¹t rzeŸnych oraz w ¿³obkach, hospicjach i szpitalach. W tych ramach nale¿y wymieniæ dezyn-fekcjê pomieszczeñ, sprzêtu, œcieków oraz dekonta-minacjê nawozu zwierzêcego, gdzie m.in. wystêpuj¹ równie¿ antybiotykooporne bakterie z rezerwuarem genów koduj¹cych opornoœæ.

Przedstawione zadania i zwi¹zane z ich realizacj¹ ingerencje wymagaj¹ wspó³pracy lekarzy, lekarzy weterynarii i ekologów oraz specjalistów z zakresu zdrowia publicznego.

Konkluduj¹c, w nawi¹zaniu do sta³ego wzrostu wœród bakterii chorobotwórczych opornoœci na okreœ-lony antybiotyk, a tym bardziej na równoczeœnie kilka antybiotyków, zaleca siê coraz usilniej w ci¹gu ostat-nich lat ze strony organizacji miêdzynarodowych, jak Œwiatowa Organizacja Zdrowia (WHO) lub Œwiatowa Organizacja Zdrowia Zwierz¹t (OIE), rozs¹dne stoso-wanie antybiotyków (prudent use) w leczeniu i zapo-bieganiu zakaŸnym chorobom cz³owieka i zwierz¹t. To samo dotyczy biocydów. Wyraz temu ze strony OIE w nawi¹zaniu do poprzednich publikacji na ten temat

(1) daje liczny zbiór opracowañ zawarty w tomie 31. z 2012 r., zatytu³owanym: „Antimicrobial resistance in animal and public health”, podkreœlaj¹cych rosn¹ce ryzyko nadmiernego ich stosowania w aspekcie zwal-czania chorób zakaŸnych cz³owieka i zwierz¹t.

Piœmiennictwo

1.Acar J., Röstel B.: Antimicrobial resistance: an overview. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. 2001, 20, 797-810.

2.Acar J. F., Moulin G.: Antimicrobial resistance: a complex issue. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. 2012, 31, 23-31.

3.Akiyama T., Savin M. C.: Populations of antibiotic-resistant coliform bacteria change rapidly in a wastewater effluent dominated stream. Sci. Total Envi-ron. 2010, 408, 6192-6201.

4.Baquero F., Martinez J. L., Canton R.: Antibiotics and resistance in water environments. Curr. Opin. Biotechnol. 2008, 19, 260-265.

5.Borges-Walmsley M. I., Walmsley A. R.: The structure and function of drug pumps. Trends Microbiol. 2001, 9, 71-79.

6.Braoudaki M., Hilton A. C.: Mechanisms of resistance in Salmonella enterica adapted to erythromycin, benzalkonium chloride and triclosan. Int. J. Anti-microb. Agents 2005, 25, 31-37.

7.Champlin F. R., Ellison M. L., Bullard J. W., Conrad R. S.: Effect of outer membrane permeabilisation on intrinsic resistance to low triclosan levels in Pseudomonas aeruginosa. Int. J. Antimicrob. Agents 2005, 26, 159-164. 8.Ciric L., Mullany P., Roberts A. P.: Antibiotic and antiseptic resistance genes

are linked on a novel mobile genetic element: Tn6087. J. Antimicrob. Che-mother. 2011, 66, 2235-2239.

9.Cloete T. E.: Resistance mechanisms of bacteria to antimicrobial compounds. Int. Biodeter. Biodegr. 2003, 51, 277-282.

10.D’Costa V. M., King C. E., Kalan L., Morar M., Sung W. W., Schwarz C., Froese D., Zazula G., Calmels F., Debruyne R., Golding G. B., Poinar H. N., Wright G. D.: Antibiotic resistance is ancient. Nature 2011, 477, 457-461. 11.Davin-Regli A., Pagès J.-M.: Cross-resistance between biocides and

antimi-crobials: an emerging question. Rev. sci. tech. Off. int. Epiz. 2012, 31, 89-104.

12.Denyer S. P., Maillard J.-Y.: Cellular impermeability and uptake of biocides and antibiotics in Gram-negative bacteria. J. Appl. Microbiol. 2002, 92, 35-45.

13.Guérin-Méchin L., Dubois-Brissonnet F., Heyd B., Leveau J. Y.: Specific variations of fatty acid composition of Pseudomonas aeruginosa ATCC 15442 induced by quaternary ammonium compounds and relation with resistance to bactericidal activity. J. Appl. Microbiol. 1999, 87, 735-742.

14.Hall R. M., Collis C. M.: Mobile gene cassettes and integrons: capture and spread of genes by site-specific recombination. Molec. Microbiol. 1995, 15, 593-600.

15.Hopwood D. A.: How do antibiotic-producing bacteria ensure their self-resi-stance before antibiotic biosynthesis incapacitates them? Molec. Microbiol. 2007, 63, 937-940.

16.Langsrud S., Sidhu M. S., Heir E., Holck A. L.: Bacterial disinfectant resi-stance: a challenge for the food industry. Int. Biodeter. Biodegr. 2003, 51, 283-290.

17.Levy S. B.: Active efflux, a common mechanism for biocide and antibiotic resistance. J. Appl. Microbiol. 2002, 92, 65-71.

18.Littlejohn T. G., Paulsen I. P., Gillespie M., Tennent J. M., Midgley M., Jones I. G., Purewal A. S., Skurray R. A.: Substrate specificity and energetics of antiseptic and disinfectant resistance in Staphylococcus aureus. FEMS Microbiol. Lett. 1992, 95, 259-266.

19.Maillard J.-Y.: Bacterial resistance to biocides in the health care environ-ment: should it be of genuine concern? J. Hosp. Infect. 2007, 65, 60-72. 20.Maillard J.-Y.: Bacterial target sites for biocidal action. J. Appl. Microbiol.

2002, 92, 16-27.

21.Marshal B. M., Levy S. B.: Food animals and antimicrobials: impacts on human health. Clin. Microbiol. Rev. 2011, 24, 718-733.

22.Mazel D.: Integrons: agents of bacterial evolution. Nat. Rev. Microbiol. 2006, 4, 608-620.

23.McNeil M. R., Brennan P. J.: Structure, function and biogenesis of the cell envelope of mycobacteria in relation to bacterial physiology, pathogenesis and drug resistance; some thoughts and possibilities arising from recent struc-tural information. Res. Microbiol. 1991, 142, 451-463.

24.Meyer B., Cookson B.: Does microbial resistance or adaptation to biocides create a hazard in infection prevention and control? J. Hosp. Infect. 2010, 76, 200-205.

25.Nikaido H., Pagès J. M.: Broad-specificity efflux pumps and their role in multidrug resistance of Gram-negative bacteria. FEMS Microbiol. Rev. 2012, 36, 340-363.

26.Potron A., Poirel L., Nordmann P.: Origin of OXA-181, an emerging carba-penem-hydrolyzing oxacillinase, as a chromosomal gene in Shewanella xiamenensis. Antimicrob. Agents Chemother. 2011, 55, 4405-4407. 27.Russell A. D.: Antibiotic and biocide resistance in bacteria: comments and

conclusion. J. Appl. Microbiol. 2002, 92, 171-173.

28.Russell A. D.: Introduction of biocides into clinical practice and the impact on antibiotic-resistant bacteria. J. Appl. Microbiol. 2002, 92, 121-135. 29.Stokes H. W., Gillings M. R.: Gene flow, mobile genetic elements and the

recruitment of antibiotic resistance genes into Gram-negative pathogens. FEMS Microbiol. Rev. 2011, 35, 790-819.

30.Strahilevitz J., Jacoby G. A., Hooper D. C., Robicsek A.: Plasmid-mediated quinolone resistance: a multifaceted threat. Clin. Microbiol. Rev. 2009, 22, 664-689.

31.Tattawasart U., Maillard J.-Y., Furr J. R., Russell A. D.: Development of resistance to chlorhexidine diacetate and cetylpyridinium chloride in Pseudomonas stutzeri and changes in antibiotic susceptibility. J. Hosp. Infect. 1999, 42, 210-229.

32.Thomas L., Russell A. D., Maillard J.-Y.: Antimicrobial activity of chlorhexi-dine diacetate and benzalkonium chloride against Pseudomonas aeruginosa and its response to biocide residues. J. Appl. Microbiol. 2005, 98, 533-543. 33.Watanabe T.: Episome-mediated transfer of drug resistance in

Enterobacte-riaceae. J. Bacteriol. 1961, 81, 668-678.

34.Webber M. A., Piddock L. J. V.: The importance of efflux pumps in bacterial antibiotic resistance. J. Antimicrob. Chemother. 2003, 51, 9-11.

35.Wright G. D.: Antibiotic resistance in the environment: a link to the clinic. Curr. Opin. Microbiol. 2010, 13, 589-594.

Adres autora: prof. dr hab. Marian Truszczyñski, Al. Partyzantów 57, 24-100 Pu³awy; e-mail: mtruszcz@piwet.pulawy.pl