مقاومة مضادات الميكروبات في سلسلة غذاء الدواجن واستراتيجيات جديدة لمكافحة البكتيريا

يتم تربية معظم قطعان الدواجن في ظروف مكثفة، ما يزيد من الحاجة إلى مكافحة الميكروبات. خلال العقود الماضية، أدى الاستخدام المستمر لمجموعة متنوعة من المنتجات المضادة للميكروبات للوقاية من مسببات الأمراض وع اجها إلى زيادة خطر مقاومة مضادات الميكروبات في سلسلة إنتاج الدواجن.

• عند تعرضها للمنتجات المستخدمة في مكافحتها، تتطور مقاومة مضادات الميكروبات في البكتيريا والفطريات والطفيليات والفيروسات كجزء من عملية تطورية طبيعية.
• عند مناقشة مقاومة مضادات الميكروبات، يجب تضمين جميع الكائنات الدقيقة، وليس البكتيريا فقط.
• ومع ذلك، فقد حظيت مقاومة المضادات الحيوية في مكافحة البكتيريا باهتمام أكبر.

هناك مساران رئيسيان مرتبطان بتطور ونشوء مقاومة مضادات الميكروبات.

1. الأول يتعلق بالمقاومة التي تتوسطها الأنماط الظاهرية الموجودة مسبقاً في التجمعات البكتيرية الطبيعية.
   • خلال العملية التطورية، تتراكم البكتيريا أخطاء جينية في الجينات الموجودة داخل الكروموسوم البكتيري أو البلازميدات وتنقل تلك المحددات الجينية المسؤولة عن المقاومة الفطرية/الطبيعية أو الجوهرية إلى الخلايا الوليدة من خلال النقل الرأسي للجينات.
2. السيناريو الثاني يشير إلى المقاومة المكتسبة من خلال آليات النقل الأفقي للجينات التي قد تحدث بين نفس الأنواع البكتيرية أو أنواع مختلفة.
   • يمكن أن يتطور النقل الأفقي للجينات عبر مسار مباشر يتضمن طفرات جينية أو مسار غير مباشر من خلال اكتساب شظايا من الحمض النووي ترمز لمقاومة، والمعروفة باسم العناصر القافزة، أو الإنترغرونات، أو العاثيات، أو البلازميدات، أو تسلسلات الإدخال. يحدث المسار الأفقي من خلال الاقتران أو التحول أو النقل الوراثي. هذه آليات بيولوجية لنقل هذه الجينات.

قد تؤدي مقاومة مضادات الميكروبات إلى فشل العلاجات في قطعان الدواجن، ما يؤدي إلى خسائر اقتصادية للمربيين. ومع ذلك، فإن القلق الرئيسي هو أن الدواجن قد تصبح مصدراً للبكتيريا والجينات المقاومة، وقد تشكل البكتيريا حيوانية المنشأ خطراً على صحة الإنسان.

مقاومة مضادات الميكروبات تهديد عالمي

تعد مقاومة مضادات الميكروبات من أبرز التهديدات العالمية للصحة العامة والتنمية. المصادر الرئيسية لتطور مقاومة مضادات الميكروبات هي المنتجات العلاجية، وبخاصةٍ المضادات الحيوية، للبشر في المستشفيات، وتلوث المياه.

ومع ذلك، ثبت أن استخدام المضادات الحيوية للوقاية من الأمراض الحيوانية وعلاجها يساهم في تفاقم مشكلة مقاومة مضادات الميكروبات.

• في الولايات المتحدة وحدها، تحدث أكثر من 2.8 مليون إصابة بمقاومة مضادات الميكروبات سنوياً.
• يموت أكثر من 35,000 شخص نتيجة لذلك، وفقاًً لتقرير تهديدات مقاومة المضادات الحيوية الصادر عن مركز السيطرة على الأمراض لعام 2019 .
• تعرّّض مقاومة مضادات الميكروبات العديد من مكاسب الطب البشري الحديث للخطر.
• يجعل ذلك علاج العدوى أكثر صعوبة ويجعل الإجراءات والعلاجات الطبية الأخرى، مثل الجراحة والولادة القيصرية والعلاج الكيميائي للسرطان، أكثر خطورة بشكل كبير.

تتوقع دراسة العبء العالمي للمرض أن 191 مليون (156 – 226 مليون) حالة وفاة قد تُعزى إلى مقاومة مضادات الميكروبات، وأن 822 مليون (685 – 965 مليون) حالة وفاة مرتبطة بمقاومة مضادات الميكروبات قد تحدث عالمياً حتى عام 2050 .

من المتوقع أن تكون المناطق الكبرى ذات أعلى معدلات وفيات مقاومة مضادات الميكروبات لجميع الأعمار في عام 2050 هي جنوب آسيا وأمريكا اللاتينية ومنطقة الكاريبي. ستكون الزيادة في الوفيات المنسوبة إلى مقاومة مضادات الميكروبات أكثر وضوحاً بين من تزيد أعمارهم عن 70 عاماً بحلول عام 2050 .

بالإضافة إلى الوفاة والإعاقة، فإن مقاومة مضادات الميكروبات لها تكاليف اقتصادية كبيرة على المجتمعات. تقدّر مجموعة البنك الدولي أن مقاومة مضادات الميكروبات قد تؤدي إلى تريليون دولار أمريكي من التكاليف الإضافية للرعاية الصحية بحلول عام 2050 ، وخسائر سنوية في الناتج المحلي الإجمالي تتراوح بين تريليون و 3.4 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2030 .

• لذلك، من الضروري إيلاء المزيد من الاهتمام لهذه القضية في صناعة الدواجن وتجنب المساهمة في تفاقم المشكلة.

مقاومة مضادات الميكروبات في مسببات أمراض الدواجن

تم الإبلاغ عن زيادة في اكتشاف عزلات مقاومة مضادات الميكروبات في مسببات أمراض الدواجن الشائعة مثل الإشريكية القولونية المسببة لأمراض الطيور، السالمونيلا بولوروم/ غاليناروم، باستوريلا ملتوسيدا، أفيباكتيريوم باراغاليناروم، غاليباكتيريوم أناتيس، أورنيثوباكتيريوم راينوتراكيالي (ORT) بوردتيلا أفيوم، كلوستريديوم بيرفرينجنز، مايكوپلازما spp ، إريسيبيلوثريكس روسيوباثياي، و ريمرلا أناتيبستيفر.

• بين عائلة المعويات، أظهرت عزلات الإشريكية القولونية المسببة لأمراض الطيور مستويات مقاومة مضادات ميكروبات أعلى بكثير من S. pullorum/gallinarum ، مع انتشار المقاومة الذي تجاوز % 80 للأمبيسيلين، والأموكسيسيلين، والتيتراسيكلين عبر الدراسات.
• بين مسببات الأمراض سالبة الجرام وغير المعوية، أظهر ORT أعلى مستويات المقاومة الظاهرية، حيث تجاوزت مستويات مقاومة مضادات الميكروبات المتوسطة ضد الكوتريموكسازول، والإينروفلوكساسين، والجنتاميسين، والأموكسيسيلين، والسيفتيوفور جميعها % 50 .
• وعلى النقيض من ذلك، كانت مستويات المقاومة بين عزلات P. multocida أقل من % 20 لجميع مضادات الميكروبات.
• قد تختلف هذه الظروف بشكل كبير بين المناطق والشركات والمزارع اعتماداً على الاستخدام التاريخي للمضادات الحيوية.

عامل حاسم في أنظمة إنتاج الدواجن التي تستخدم المضادات الحيوية هو تلوث البيئة عند تصريف الأدوية المتبقية إلى المحيط، ما يؤدي إلى تلويث التربة ومصادر المياه. يمكن أن تساعد تحسينات معالجة مياه الصرف الصحي والنفايات في تقليل هذا التهديد.

الإنتاج الخالي من المضادات الحيوية ومقاومة مضادات الميكروبات

لتقليل مقاومة مضادات الميكروبات، قام مربو الدواجن حول العالم بتقييد استخدام مضادات الميكروبات خلال العقود الثلاثة الماضية، مع اعتماد ممارسات الإنتاج الخالي من المضادات الحيوية والإنتاج العضوي لتلبية متطلبات المستهلكين.

ومع ذلك، لا تزال مقاومة مضادات الميكروبات تظهر وتنتشر متجاوزة جميع الحدود.

• على الرغم من عدم وجود إجماع حتى الآن حول مساهمة استخدام المضادات الحيوية في الحيوانات الغذائية في تطور مقاومة مضادات الميكروبات، تشير الدراسات الوبائية والجزيئية إلى وجود صلة بين استخدام مضادات الميكروبات وظهور سلالات بكتيرية مقاومة في الحيوانات وانتقالها إلى البشر عبر السلسلة الغذائية.
• لقد ارتبطت التدخلات التي تهدف إلى تقييد استخدام المضادات الحيوية في الدواجن بانخفاض مقاومة مضادات الميكروبات.

ومع ذلك، لا يزال من غير المفهوم جيداً كيف تؤثر ممارسات الإنتاج الخالي من المضادات الحيوية والإنتاج العضوي للدواجن والبدائل للمضادات الحيوية المحفزة للنمو على أنماط مقاومة مضادات الميكروبات في ميكروبيوم أمعاء الدواجن.

تم الإبلاغ عن وجود بكتيريا سالبة الجرام (سلالات السالمونيلا المعوية، كامبيلوباكتر جيجوني/كولي، الإشريكية القولونية) وموجبة الجرام (المكورات المعوية spp .، المكورات العنقودية spp .، وكلوستريديوم بيرفرينجنز) تحمل محددات مقاومة مضادات الميكروبات المتعددة في الدواجن، بما في ذلك الدجاج العضوي والدجاج الخالي من المضادات الحيوية. ومع ذلك، فإن انتشار مقاومة مضادات الميكروبات أقل بالتأكيد في أنظمة الإنتاج الخالية من المضادات الحيوية.

استراتيجيات جديدة لمكافحة البكتيريا

بالإضافة إلى مجموعة متنوعة من الإضافات العلفية الشائعة المتوفرة حالياً لتعديل ميكروفلورا الدواجن جزئياً، تظهر فئتان جديدتان كمرشحين محتملين للمساعدة في السيطرة على البكتيريا المقاومة لمضادات الميكروبات: الببتيدات المضادة للميكروبات والبكتريوفاجات. ومع ذلك، فإن ارتفاع تكاليف إنتاجها وقابليتها للتحلل الإنزيمي وتغيرات الرقم الهيدروجيني لا يزالان يحدان من تطبيقها على نطاق واسع.

الببتيدات المضادة للميكروبات

• الببتيدات المضادة للميكروبات هي بروتينات صغيرة (<10 كيلو دالتون) تتكون من 12 – 50 حمضاً أمينياً، وتظهر نشاطاً واسع الطيف ضد البكتيريا والفطريات والأوليات والفيروسات.
• تطورت هذه الببتيدات كآلية دفاعية للمضيف ضد الكائنات الدقيقة وتساعد في المناعة الفطرية.
• يمكن أن تظهر الببتيدات المضادة للميكروبات أنماط مختلفة من العمل، كما أنها تتحلل بسهولة في الطبيعة، وتظهر تراكماً منخفضاً، وتعزز مناعة المضيف، وتحيّد نشاط العديد من الكائنات الدقيقة، ويبدو أن لديها معدل مقاومة منخفض.
• يمكن استخدام الببتيدات المضادة للميكروبات كمحفزات للنمو ومحفزات للمناعة.
• كمحفزات للنمو، تقوم معظم الببتيدات المضادة للميكروبات بتعطيل غشاء البكتيريا من خلال آليات متعددة مثل التحليل الكهربائي، إزالة الاستقطاب غير الحالة للغشاء، زعزعة استقرار الغشاء، تكوين المسام، ترقيق أو تثخين الغشاء، واستهداف الدهون المؤكسدة.
• ومع ذلك، يمكن لبعض الببتيدات المضادة للميكروبات أيضاً أن تتفاعل مع أهداف داخل الخلية من خلال تثبيط تخليق جدران الخلايا والبروتينات والأحماض النووية، والتداخل مع عمليات الأيض البكتيري.
• تعمل الببتيدات المضادة للميكروبات على تثبيت سلامة الحاجز الظهاري وتعزيز استعمار الظهارة المعوية.
• يمكن لبعض الببتيدات المضادة للميكروبات أن تثبط إنتاج السيتوكينات المحفزة للالتهاب أو تعدل استجابات الخلايا التغصنية وخلايا T.
• يمكن أن يؤدي التعرض المفرط للعوامل الممرضة للببتيدات المضادة للميكروبات إلى تطوير سلالات مقاومة لها من خلال عدة آليات 
  مثل تغيير أغشية البكتيريا، تعديل الجهد الأيوني للخلية البكتيرية، وإنتاج الأغشية الحيوية.

العاثيات البكتيرية

البكتريوفاجات هي فيروسات تتكاثر باستخدام بكتيريا محددة. اعتماد على تفاعلها مع البكتيريا ودورة حياتها، يمكن تقسيم الفاجات إلى نوعين: الحالة (أو الشرسة) والكمونية.

• يتم تصني البكتريوفاجات إلى العديد من الرتب و 15 عائلة.
• تنتمي معظم الفاجات (% 96) إلى رتبة Caudovirales، والتي تتوافق مع الفاجات ذات الذيل. تنقسم هذه الرتبة إلى ثلاث عائلات:
  • Siphoviridae (تشمل 61% من الفاجات ذات الذيل)،
  • Myoviridae (25%)،
  • Podoviridae (14%)
• يمكن أن تؤدي الطفرات في عديدات السكاريد الدهنية لغشاء الخلية إلى جعل البكتيريا مقاومة للفاجات. لتجنب هذه المشكلة، يُنصح بإعطاء كوكتيلات من الفاجات بدلاً من الفاجات المنفردة.
• يجب استخدام الفاجات الحالة القوية فقط والتي تم توصي جينوماتها بشكل جيد.

تعد مقاومة مضادات الميكروبات قضية يجب متابعتها عن كثب، ويجب تنفيذ استراتيجيات السيطرة عليها لأنها تؤثر على استدامة وربحية نظام إنتاج الدواجن.