Nội dung có ở: English Indonesia (Indonesian)
Phần lớn các đàn gia cầm được nuôi trong điều kiện chăn nuôi công nghiệp, làm tăng nhu cầu kiểm soát vi sinh vật. Trong vài thập kỷ qua, việc sử dụng liên tục nhiều loại sản phẩm kháng khuẩn để phòng ngừa và điều trị mầm bệnh đã làm gia tăng nguy cơ kháng kháng sinh (AMR) trong chuỗi sản xuất gia cầm.
- Khi tiếp xúc với các sản phẩm dùng để kiểm soát chúng, vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng và virus phát triển khả năng kháng thuốc như một phần của quá trình tiến hóa tự nhiên.
- Khi thảo luận về kháng kháng sinh (AMR), tất cả các loại vi sinh vật đều cần được xem xét, không chỉ riêng vi khuẩn.
- Tuy nhiên, việc kháng kháng sinh trong kiểm soát vi khuẩn nhận được nhiều sự quan tâm hơn.
Có hai con đường chính liên quan đến quá trình tiến hóa và phát triển của AMR.
1. Con đường thứ nhất liên quan đến sự kháng thuốc do kiểu hình sẵn có trong quần thể vi khuẩn tự nhiên.
- Trong quá trình tiến hóa, vi khuẩn tích lũy các lỗi di truyền trong gen hiện có trên nhiễm sắc thể hoặc plasmid và truyền các yếu tố di truyền đó chịu trách nhiệm cho sự kháng thuốc bẩm sinh sang thế hệ con thông qua chuyển gen theo chiều dọc.
2. Kịch bản thứ hai liên quan đến sự kháng thuốc mắc phải thông qua cơ chế chuyển gen ngang, có thể xảy ra giữa cùng hoặc khác loài vi khuẩn.
- Quá trình chuyển gen ngang này có thể diễn ra trực tiếp qua đột biến gen hoặc gián tiếp qua việc tiếp nhận các đoạn DNA mã hóa cho sự kháng thuốc, được gọi là transposon, integron, phage, plasmid hoặc trình tự chèn. Đường truyền ngang diễn ra thông qua kết hợp (conjugation), biến nạp (transformation), hoặc tải nạp (transduction). Đây là các cơ chế sinh học để truyền các gen kháng thuốc này.
AMR có thể dẫn đến thất bại trong điều trị ở các đàn gia cầm, gây tổn thất kinh tế cho người chăn nuôi. Tuy nhiên, mối quan ngại chính là gia cầm có thể trở thành nguồn phát tán vi khuẩn kháng thuốc và gen kháng, trong đó các vi khuẩn lây từ động vật sang người có thể gây rủi ro cho sức khỏe con người.
AMR là mối đe dọa toàn cầu
AMR là một trong những mối đe dọa hàng đầu đối với y tế cộng đồng và sự phát triển toàn cầu. Các nguồn phát sinh AMR chủ yếu là các sản phẩm điều trị, đặc biệt là thuốc kháng sinh, dành cho con người trong bệnh viện, và tình trạng ô nhiễm nguồn nước.
Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh để phòng và điều trị bệnh ở động vật đã được chứng minh là góp phần làm gia tăng vấn đề AMR.
- Riêng tại Mỹ, có hơn 2,8 triệu ca nhiễm AMR mỗi năm.
- Hơn 35.000 người tử vong vì AMR, theo Báo cáo Mối đe dọa Kháng sinh của CDC năm 2019.
- AMR làm xói mòn nhiều thành tựu của y học hiện đại.
- Nó khiến việc điều trị nhiễm trùng trở nên khó khăn hơn và làm tăng rủi ro cho các thủ thuật y tế khác như phẫu thuật, sinh mổ và hóa trị ung thư.
Dự báo Gánh nặng Bệnh tật Toàn cầu cho thấy có thể có 191 triệu (156-226 triệu) ca tử vong do AMR, và 822 triệu (685-965 triệu) ca tử vong liên quan đến AMR trên toàn cầu cho đến năm 2050.
Các khu vực có tỷ lệ tử vong do AMR cao nhất vào năm 2050 được dự đoán là Nam Á, Mỹ Latinh và Caribe. Số ca tử vong do AMR sẽ tăng cao nhất ở nhóm người trên 70 tuổi vào năm 2050.
Ngoài tử vong và tàn tật, AMR còn gây thiệt hại kinh tế lớn cho xã hội. Ngân hàng Thế giới ước tính AMR có thể khiến chi phí chăm sóc sức khỏe tăng thêm 1 nghìn tỷ USD đến năm 2050 và gây tổn thất GDP toàn cầu từ 1 đến 3,4 nghìn tỷ USD mỗi năm đến năm 2030.
- Do đó, điều cực kỳ quan trọng là ngành gia cầm cần quan tâm nhiều hơn đến vấn đề này và tránh góp phần làm trầm trọng thêm.
AMR trong mầm bệnh gia cầm
Sự gia tăng trong việc phát hiện các chủng vi khuẩn kháng thuốc đã được báo cáo ở các mầm bệnh phổ biến trên gia cầm như Escherichia coli (APEC), Salmonella Pullorum/Gallinarum, Pasteurella multocida, Avibacterium paragallinarum, Gallibacterium anatis, Ornithobacterium rhinotracheale (ORT), Bordetella avium, Clostridium perfringens, các loài Mycoplasma, Erysipelothrix rhusiopathiae, và Riemerella anatipestifer.
- Trong họ Enterobacteriaceae, các chủng APEC thể hiện mức kháng thuốc cao hơn rõ rệt so với S. Pullorum/Gallinarum, với tỷ lệ kháng thuốc vượt quá 80% đối với ampicillin, amoxicillin và tetracycline trong nhiều nghiên cứu.
- Trong các vi khuẩn Gram âm không thuộc họ Enterobacteriaceae, ORT thể hiện mức độ kháng thuốc hình thái cao nhất, với tỷ lệ kháng thuốc trung bình đối với co-trimoxazole, enrofloxacin, gentamicin, amoxicillin và ceftiofur đều vượt quá 50%.
- Ngược lại, tỷ lệ kháng thuốc của các chủng P. multocida đều dưới 20% đối với tất cả các loại kháng sinh.
- Những điều kiện này có thể khác biệt rất lớn giữa các khu vực, công ty và trang trại tùy thuộc vào lịch sử sử dụng kháng sinh.
Một yếu tố quan trọng trong hệ thống sản xuất gia cầm có sử dụng kháng sinh là sự ô nhiễm môi trường khi các loại thuốc dư thừa bị thải ra ngoài, làm ô nhiễm đất và nguồn nước. Việc cải thiện hệ thống xử lý nước thải và chất thải có thể giúp giảm thiểu mối đe dọa này.
Sản xuất không kháng sinh và AMR
Để phá vỡ vòng lặp kháng thuốc, các nhà chăn nuôi gia cầm trên toàn thế giới đã và đang hạn chế sử dụng thuốc kháng sinh trong ba thập kỷ qua, đồng thời áp dụng mô hình sản xuất không kháng sinh (ABF) và hữu cơ để đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng. Tuy nhiên, AMR vẫn tiếp tục xuất hiện và lan rộng vượt ngoài mọi ranh giới.
- Dù chưa có sự đồng thuận rõ ràng về mức độ đóng góp của việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi vào sự phát triển AMR, các nghiên cứu dịch tễ học và phân tử đã chỉ ra mối liên hệ giữa việc sử dụng kháng sinh và sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn kháng thuốc ở động vật, sau đó lây lan sang người qua chuỗi thực phẩm.
- Việc can thiệp để hạn chế sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi gia cầm đã được liên kết với việc giảm tỷ lệ AMR.
Tuy nhiên, ảnh hưởng của mô hình nuôi gia cầm không kháng sinh (ABF), nuôi hữu cơ, và các phương pháp thay thế kháng sinh kích thích tăng trưởng đến hồ sơ AMR trong hệ vi sinh vật đường ruột của gia cầm vẫn chưa được hiểu rõ.
- Nhiều loại vi khuẩn Gram âm (Salmonella enterica serovars, Campylobacter jejuni/coli, E. coli) và Gram dương (các loài Enterococcus, các loài Staphylococcus, và C. perfringens) có mang nhiều yếu tố kháng thuốc (AMR) đã được phát hiện trên gia cầm, kể cả những con được nuôi theo mô hình ABF hoặc hữu cơ. Tuy nhiên, tỷ lệ kháng thuốc rõ ràng là thấp hơn trong các hệ thống ABF.
Các chiến lược mới trong kiểm soát vi khuẩn
Bên cạnh nhiều phụ gia thức ăn phổ biến đang được sử dụng để điều chỉnh một phần hệ vi sinh vật đường ruột, hai nhóm ứng viên mới nổi lên như những lựa chọn tiềm năng giúp kiểm soát vi khuẩn AMR: peptide kháng khuẩn (AMPs) và phage (bacteriophage). Tuy nhiên, chi phí sản xuất cao và sự phân hủy do enzyme và pH vẫn là rào cản khiến các phương pháp này chưa được ứng dụng rộng rãi.
Peptide kháng khuẩn (AMPs)
- Peptide kháng khuẩn (AMPs) là các protein nhỏ (<10 kDa), gồm từ 12–50 axit amin, có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng chống lại vi khuẩn, nấm, động vật nguyên sinh và virus.
- Chúng phát triển như một cơ chế phòng thủ của vật chủ trước vi sinh vật và hỗ trợ hệ miễn dịch bẩm sinh.
- AMPs có thể hoạt động theo nhiều cơ chế khác nhau, dễ bị phân hủy trong tự nhiên, ít tích lũy, tăng cường miễn dịch của vật chủ, trung hòa hoạt tính của nhiều loại vi sinh vật, và có tần suất kháng thuốc thấp.
- AMPs có thể được sử dụng làm chất kích thích tăng trưởng và điều hòa miễn dịch.
- Trong vai trò là chất kích thích tăng trưởng, phần lớn AMPs phá vỡ màng vi khuẩn bằng nhiều cơ chế như điện hóa màng (electroporation), làm mất phân cực màng, gây bất ổn màng, tạo lỗ, làm mỏng hoặc dày màng, và nhắm vào lipid bị oxy hóa.
- Tuy nhiên, một số AMPs cũng có thể tác động đến mục tiêu nội bào bằng cách ức chế tổng hợp thành tế bào, protein và axit nucleic, đồng thời cản trở quá trình chuyển hóa của vi khuẩn.
- AMPs giúp ổn định tính toàn vẹn hàng rào biểu mô và tăng cường sự định cư của biểu mô ruột.
- Một số AMPs có thể ức chế sản xuất cytokine gây viêm hoặc điều hòa phản ứng của tế bào tua và tế bào T.
- Việc vi sinh vật tiếp xúc quá mức với AMPs có thể dẫn đến sự phát triển của các chủng vi khuẩn kháng AMP thông qua các cơ chế như thay đổi cấu trúc màng vi khuẩn, biến đổi điện thế màng tế bào, và tạo màng sinh học (biofilm).
BACTERIOPHAGES
Bacteriophages là những virus nhân lên bằng cách sử dụng các vi khuẩn cụ thể. Dựa vào cách chúng tương tác với vi khuẩn và chu trình sống, phage có thể được chia thành hai loại: tiêu hủy (lytic hay virulent) và tiềm ẩn (lysogenic).
- Phage được phân loại thành nhiều bộ và 15 họ khác nhau.
- Hầu hết các phage (96%) thuộc bộ Caudovirales, tức là phage có đuôi. Bộ này được chia thành ba họ chính:
- Siphoviridae (chiếm 61% phage có đuôi),
- Myoviridae (25%), và
- Podoviridae (14%).
- Các đột biến ở lipopolysaccharide màng có thể khiến vi khuẩn kháng lại phage. Để tránh vấn đề này, nên sử dụng hỗn hợp phage (phage cocktail) thay vì sử dụng phage đơn lẻ.
- Chỉ nên sử dụng các phage ly giải mạnh đã được giải trình tự gen đầy đủ.
Kháng kháng sinh là vấn đề cần theo dõi sát sao và các chiến lược kiểm soát nên được thực hiện, vì chúng ảnh hưởng trực tiếp đến tính bền vững và lợi nhuận của hệ thống sản xuất gia cầm.
