การดื้อยาต้านจุลินทรีย์ในห่วงโซ่อาหารสัตว์ปีกและกลยุทธ์ใหม่ในการควบคุมแบคทีเรีย

เนื้อหาดูได้ที่: English (อังกฤษ) Indonesia (อินโดนีเซีย) Tiếng Việt (เวียดนาม)

ฝูงสัตว์ปีกส่วนใหญ่ได้รับการเลี้ยงภายใต้สภาพแวดล้อมที่เข้มข้น ซึ่งทำให้ต้องมีการควบคุมจุลินทรีย์เพิ่มมากขึ้น ในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา การใช้ผลิตภัณฑ์ต้านจุลินทรีย์ที่หลากหลายอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันและรักษาเชื้อก่อโรคทำให้ความเสี่ยงต่อ การดื้อยาต้านจุลินทรีย์ (AMR) 

• เมื่อสัมผัสกับผลิตภัณฑ์ที่ใช้ควบคุม AMR จะเจริญเติบโตในแบคทีเรีย เชื้อรา ปรสิต และไวรัส ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการวิวัฒนาการตามธรรมชาติ
• เมื่อพูดถึง AMR ควรรวมจุลินทรีย์ทุกชนิด ไม่ใช่แค่แบคทีเรียเท่านั้น
• อย่างไรก็ตาม การดื้อยาปฏิชีวนะในการควบคุมแบคทีเรียได้รับความสนใจมากขึ้น

มีเส้นทางหลักสองทางที่เกี่ยวข้องกับวิวัฒนาการและการพัฒนาของ AMR

1. ประการแรกเกี่ยวข้องกับความต้านทานที่เกิดจากฟีโนไทป์ที่มีอยู่ก่อนแล้วในประชากรแบคทีเรียตามธรรมชาติ

• ในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการแบคทีเรียจะสะสมข้อผิดพลาดทางพันธุกรรมในยีนที่มีอยู่ภายในโครโมโซมหรือพลาสมิดของแบคทีเรีย และถ่ายโอนตัวกำหนดทางพันธุกรรมที่รับผิดชอบต่อความต้านทานโดยกำเนิดโดยธรรมชาติหรือโดยเนื้อแท้ต่อเซลล์ลูกหลานผ่านการถ่ายโอนยีนในแนวตั้ง

2. สถานการณ์ที่สองหมายถึงการดื้อยาที่เกิดขึ้นภายหลังผ่านกลไกการถ่ายทอดยีนแนวนอน ซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างแบคทีเรียชนิดเดียวกันหรือต่างชนิดกัน 

• การถ่ายโอนยีนแนวนอนนี้สามารถพัฒนาผ่านเส้นทางการถ่ายโอนโดยตรงซึ่งเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของยีน หรือ เส้นทางการถ่ายโอนทางอ้อมโดยการรับชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่เข้ารหัสความต้านทานซึ่งรู้จักกันในชื่อทรานสโปซอน อินทิโกรน ฟาจ พลาสมิด หรือลำดับการแทรก เส้นทางแนวนอนเกิดขึ้นผ่านการเชื่อมโยง การเปลี่ยนแปลง หรือการถ่ายโอน นี่คือกลไกทางชีวภาพสำหรับการถ่ายโอนยีนเหล่านี้

AMR อาจส่งผลให้เกิดความล้มเหลวในการรักษาในฝูงสัตว์ปีก นำไปสู่ความสูญเสียทางเศรษฐกิจสำหรับผู้ผลิต . อย่างไรก็ตาม ความกังวลหลักก็คือ สัตว์ปีกอาจกลายเป็นแหล่งของแบคทีเรียและยีนที่ดื้อยา และแบคทีเรียที่ติดต่อจากสัตว์สู่คนอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์ได้

AMR เป็นภัยคุกคามระดับโลก

AMR เป็นหนึ่งในภัยคุกคามอันดับต้นๆ ของโลกต่อสุขภาพของประชาชนและการพัฒนาแหล่งที่มาหลักของการพัฒนา AMR คือผลิตภัณฑ์
เพื่อการรักษา โดยเฉพาะยาปฏิชีวนะสำหรับมนุษย์ในโรงพยาบาล และการปนเปื้อนของน้ำ

อย่างไรก็ตาม, การใช้ยาปฏิชีวนะในการป้องกันและรักษาโรคในสัตว์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีส่วนทำให้เกิดปัญหา AMR ที่เพิ่มขึ้น

• เฉพาะในสหรัฐอเมริกา มีการติดเชื้อAMR มากกว่า 2.8 ล้านรายต่อปี
• ตามรายงานการคุกคามของเชื้อต้านยาปฏิชีวนะปี 2019 ของ CDC ระบุว่า มีผู้เสียชีวิตมากกว่า 35,000 คน
• AMR เป็นอันตรายต่อความก้าวหน้าทางการแพทย์สมัยใหม่หลายประการ
• มันทำให้การติดเชื้อรักษาได้ยากขึ้น และทำให้การผ่าตัด การผ่าคลอด และการรักษาด้วยเคมีบำบัดสำหรับโรคมะเร็งมีความเสี่ยงมากขึ้นอย่างมาก

การคาดการณ์ภาระโรคทั่วโลก (GlobalBurden of Disease) ระบุว่าอาจมีการเสียชีวิต 191 ล้าน (156–226 ล้าน)รายที่สามารถเชื่อมโยงกับการต้านยาต้านจุลชีพ (AMR) และอาจมีการเสียชีวิต 822 ล้าน (685–965 ล้าน) รายที่เกี่ยวข้องกับการต้านยาต้านจุลชีพ(AMR) ทั่วโลกจนถึงปี 2050

• ภูมิภาคที่มีอัตราการเสียชีวิตจาก AMRในกลุ่มผู้สูงอายุสูงที่สุดในปี พ.ศ. 2593 คาดว่าจะเป็นเอเชียใต้ ละตินอเมริกาและแคริบเบียน การเพิ่มขึ้นของการเสีย
  ชีวิตจาก AMR จะมีมากที่สุดในกลุ่มผู้ที่มีอายุมากกว่า 70 ปีภายในปี 2593

นอกเหนือจากการเสียชีวิตและการพิการแล้ว การดื้อยาต้านจุลชีพ (AMR) ยังก่อให้เกิดต้นทุนทางเศรษฐกิจอย่างมีนัยสำคัญต่อสังคม  ธนาคารโลกประมาณการว่า AMR อาจส่งผลให้ค่าใช้จ่ายด้านการดูแลสุขภาพเพิ่มขึ้น 1 ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐฯภายในปี 2593 และทำให้ผลิตภัณฑ์มวลรวม
ภายในประเทศ (GDP) สูญเสียไป 1 ถึง 3.4ล้านล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ภายในปี 2573

• ดังนั้น จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องใส่ใจปัญหานี้ในอุตสาหกรรมสัตว์ปีกให้มากขึ้น และหลีกเลี่ยงการก่อให้เกิดปัญหาดังกล่าว

AMR ในเชื้อก่อโรคในสัตว์ปีก

มีรายงานการตรวจพบเชื้อ AMR ที่เพิ่มขึ้นในเชื้อก่อโรคในสัตว์ปีกทั่วไป เช่น อีโคไล ( เอเปค Salmonella Pullorum/Gallinarum,
Pasteurella multocida, Avibacteriumparagallinarum, Gallibacterium anatis,Ornithobacterium Rhinotracheale (โออาร์
ที บอร์เดเทลลา เอเวียม, คลอสตริเดียม เพอร์ฟริงเจนส์, ไมโคพลาสมา ชนิด อีริซิเพโลทริกซ์ รูซิโอพาเทีย และ ริเมอเรลลา อะนาติเพสติเฟอร์

• ในกลุ่ม Enterobacteriaceae เชื้อแยก APEC แสดงระดับ AMR สูงกว่าS. Pullorum/Gallinarum อย่างมีนัยสำคัญ โดยมีอัตราการดื้อยาเกิน 80%
  สำหรับแอมพิซิลลิน อะม็อกซิลลิน และเตตราไซคลินในแต่ละการศึกษา
• ในกลุ่มเชื้อก่อโรคแกรมลบที่ไม่ใช่กลุ่ม Enterobacteriaceae ORT แสดงให้เห็นระดับความต้านทานทางฟีโนไทป์ที่สูงที่สุด โดยระดับ AMR เฉลี่ย
  ต่อโคไตรม็อกซาโซล เอนโรฟลอกซาซิน เจนตามัยซิน อะม็อกซิลลิน และเซฟติโอเฟอร์ ทั้งหมดสูงเกิน 50%
• ในทางตรงกันข้าม ระดับความต้านทานของเชื้อ P. multocida ที่แยกได้มีค่าต่ำกว่า 20% สำหรับยาต้านจุลชีพทุกชนิด
• เงื่อนไขเหล่านี้อาจแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละภูมิภาค บริษัท และฟาร์มขึ้นอยู่กับการใช้ยาปฏิชีวนะในอดีต

ปัจจัยสำคัญประการหนึ่งในระบบการผลิตสัตว์ปีกที่ใช้ยาปฏิชีวนะคือการปนเปื้อนของสิ่งแวดล้อมเมื่อยาที่เหลือถูกปล่อยลงสู่บริเวณโดยรอบ ส่งผลให้ดินและแหล่งน้ำปนเปื้อน การปรับปรุงระบบบำบัดน้ำเสียและของเสียสามารถช่วยลดภัยคุกคามเหล่านี้ได้

การผลิตที่ปราศจากยาปฏิชีวนะและ AMR

เพื่อลดปัญหา AMR ผู้ผลิตสัตว์ปีกทั่วโลกได้จำกัดการใช้ยาปฏิชีวนะในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา พร้อมทั้งนำวิธีการผลิตแบบปลอดยาปฏิชีวนะ (ABF) และ
การผลิตแบบออร์แกนิกมาใช้ เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้บริโภค

อย่างไรก็ตาม AMR ยังคงเกิดขึ้นและแพร่กระจายเกินขอบเขตทั้งหมด

• แม้ว่าจะยังไม่มีฉันทามติเกี่ยวกับการมีส่วนร่วมของการใช้ยาปฏิชีวนะในสัตว์ที่ใช้เป็นอาหารต่อการพัฒนา AMR แต่การศึกษาทางระบาดวิทยาและโมเลกุลบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงระหว่างการใช้ยาต้านจุลินทรีย์กับการเกิดขึ้นของสายพันธุ์แบคทีเรียที่ดื้อยาในสัตว์และการแพร่กระจายสู่มนุษย์ผ่านห่วงโซ่อาหาร
• การแทรกแซงเพื่อจำกัดการใช้ยาปฏิชีวนะในสัตว์ปีกมีความเชื่อมโยงกับการลดลงของ AMR

อย่างไรก็ตาม อิทธิพลของ ABF แนวทางการผลิตสัตว์ปีกอินทรีย์ และทางเลือกอื่นแทนยาปฏิชีวนะที่ส่งเสริมการเจริญเติบโตต่อโปรไฟล์ AMR ในไมโครไบโอมของลำไส้สัตว์ปีกยังคงไม่เป็นที่เข้าใจอย่างชัดเจนนัก

• แบคทีเรียแกรมลบหลายชนิด (Salmonellaenterica serovars, Campylobacter jejuni/coli, E. coli) และแกรมบวกหลายชนิด (Enterococcus spp., Staphylococcus spp.,และ C. perfringens) ที่พกพาตัวกำหนดการดื้อยาหลายชนิดได้ถูกรายงานในสัตว์ปีก รวมถึงไก่ที่เลี้ยงแบบออร์แกนิกและไก่ที่เลี้ยงด้วยABF อย่างไรก็ตาม ความแพร่หลายของAMR แน่นอนว่ามีน้อยกว่าในระบบ ABF

กลยุทธ์ใหม่ในการควบคุมแบคทีเรีย

นอกเหนือจากความหลากหลายของสารเสริมอาหารที่พบได้ทั่วไปซึ่งมีอยู่ในปัจจุบันเพื่อปรับแต่งจุลินทรีย์ในสัตว์ปีกบางส่วน ยังมีสารสองประเภทใหม่ที่กำลังเกิดขึ้นเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพในการช่วยควบคุมแบคทีเรียที่ดื้อต่อยาปฏิชีวนะ ได้แก่ เปปไทด์ต้านจุลชีพและแบคเทอริโอฟาจ อย่างไรก็ตาม ต้นทุนการผลิตที่สูงและความไวต่อการเสื่อมสภาพจากเอนไซม์และค่า pHยังคงเป็นข้อจำกัดในการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย

เปปไทด์ต่อต้านจุลินทรีย์ (AMPs)

• เปปไทด์ต่อต้านจุลินทรีย์ (AMPs)เป็นโปรตีนขนาดเล็ก (<10 kDa)ประกอบด้วยกรดอะมิโน 12–50 ตัวมีฤทธิ์ต้านจุลินทรีย์แบบกว้างต่อแบคทีเรีย เชื้อรา โปรโตซัว และไวรัส
• พวกมันวิวัฒนาการขึ้นมาเป็นกลไกป้องกันโฮสต์ต่อจุลินทรีย์และช่วยในการตอบสนองภูมิคุ้มกันโดยธรรมชาติ
• AMP สามารถแสดงรูปแบบการทำงานต่างๆได้ ย่อยสลายได้ง่ายในธรรมชาติ แสดงให้เห็นการสะสมที่ลดลง เสริมสร้างภูมิคุ้มกันของโฮสต์ ทำลายการทำงานของจุลินทรีย์หลายชนิด และดูเหมือนว่าจะมีอัตราการต้านทานต่ำ
• AMP สามารถนำมาใช้เป็นตัวกระตุ้นการเจริญเติบโตและตัวปรับระบบภูมิคุ้มกันได้
• ในฐานะที่เป็นตัวส่งเสริมการเจริญเติบโต AMP ส่วนใหญ่จะรบกวนเยื่อหุ้มเซลล์ของแบคทีเรียผ่านกลไกต่างๆ เช่น การเจาะเยื่อหุ้มเซลล์ด้วยไฟฟ้า การทำให้เยื่อหุ้มเซลล์สูญเสียขั้วโดยไม่ทำลาย การทำให้เยื่อหุ้มเซลล์ไม่เสถียร การสร้างรู การทำให้เยื่อหุ้มเซลล์บางหรือหนาขึ้น และ
  การเล็งเป้าไปที่ไขมันที่ถูกออกซิไดซ์
• อย่างไรก็ตาม AMP บางชนิดสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับเป้าหมายภายในเซลล์ได้ เช่นกัน โดยการยับยั้งการสังเคราะห์ผนังเซลล์โปรตีน และกรดนิวคลีอิก รวมถึงรบกวนการหมุนเวียนเมตาบอลิซึมของแบคทีเรีย
• AMP ช่วยรักษาความสมบูรณ์ของเยื่อบุผิวและส่งเสริมการตั้งถิ่นฐานของเยื่อบุลำไส้
• AMP บางชนิดสามารถยับยั้งการผลิตไซโตไคน์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบหรือปรับเปลี่ยนการตอบสนองของเซลล์เดนไดรต์และเซลล์ T
• การสัมผัสเชื้อก่อโรคกับ AMP มากเกินไปอาจทำให้เกิดเชื้อดื้อต่อ AMP ได้ผ่านกลไกต่างๆ หลายประการ เช่น การเปลี่ยนแปลงเยื่อหุ้มแบคทีเรีย การปรับเปลี่ยนศักย์เซลล์ไอออนของแบคทีเรีย และการสร้างไบโอฟิล์ม

แบคทีเรียโฟจ

แบคทีเรียโฟจ เป็นไวรัสที่จำลองตัวเองโดยใช้แบคทีเรียบางชนิด ขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์กับแบคทีเรียและวงจรชีวิตของแบคทีเรีย ฟาจสามารถแบ่งออกได้เป็นชนิดไลติก (หรือก่อโรค) และชนิดไลโซเจนิก

แบคทีริโอฟาจถูกจัดแบ่งออกเป็นหลายอันดับและ 15 วงศ์

• ฟาจส่วนใหญ่ (96%) จัดอยู่ในอันดับCaudovirales ซึ่งสอดคล้องกับฟาจที่มีหาง คำสั่งนี้แบ่งออกเป็นสามตระกูล:
  • ซิฟโววิริเดีย (รวมถึง 61%ของฟาจที่มีหาง) ,
  • ไมโอวิริเดีย (25%) และ
  • โพโดวิริดี ( 14%)
  • การกลายพันธุ์ในลิโพโพลีแซ็กคาไรด์ของเยื่อหุ้มเซลล์สามารถทำให้แบคทีเรียต้านทานต่อฟาจได้  เพื่อหลีกเลี่ยง
    ปัญหานี้ ขอแนะนำให้ใช้เชื้อแบคทีริโอฟาจแบบผสม (phage cocktails) แทนการใช้เชื้อแบคทีริโอฟาจที่แยกเดี่ยว
  • ควรใช้เฉพาะฟาจ์ไลติกที่มีประสิทธิภาพสูงและมีจีโนมที่อธิบายลักษณะไว้อย่างดีเท่านั้น

การดื้อยาต้านจุลินทรีย์เป็นปัญหาที่ต้องติดตามอย่างใกล้ชิด และควรมีการนำกลยุทธ์การควบคุมมาใช้ เนื่องจากกลยุทธ์ดังกล่าวส่งผลกระทบต่อความยั่งยืนและผลกำไรของระบบการผลิตสัตว์ปีก