Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Antibiotika är ett av de viktigaste läkemedlen i dagens sjukvård, men dessvärre ses en allt mer utbredd resistensutveckling. En typ av antibiotikaresistenta bakterier är ESBL-producerande bakterier. ESBL står för ”extended-spectrum beta-lactamases” och är en resistensmekanism hos bakterier som möjliggör nedbrytning av β-laktamantibiotika, till exempel penicillin och cefalosporiner, och gör att de läkemedlen förlorar sin verkan. ESBL-producerande bakterier är vanligt förekommande hos många djur, speciellt bland kyckling, men även hos nöt och gris. Detta arbete fokuserar på vilka riskfaktorer som finns för introduktion och spridning av ESBL hos kyckling, nöt och gris på besättningsnivå, samt vilka förebyggande åtgärder som skulle kunna tillämpas för att minska förekomsten av ESBL hos dessa djurslag.

Antibiotikabehandling är en av de största riskfaktorerna för uppkomsten av ESBL, eftersom det selekterar fram de resistenta bakterierna. För ESBL är det framför allt behandlingen med cefalosporiner med utökat spektrum (andra-, tredje- och fjärde generationen) som är en riskfaktor. Svenska kycklingar behandlas mycket sällan med antibiotika, men trots det förekommer ESBL-producerande bakterier. För kyckling är även överföring av ESBL vertikalt i avelspyramiden och en spridning från kycklingarnas närmiljö viktiga riskfaktorer. ESBLproducerande bakterier är svåra att ta bort och har påvisats även i rengjorda och desinficerade kycklingstall. En annan riskfaktor är utfodring med mineralfoder (koppar och zink), då det observerats co-resistens mellan dessa metaller och antibiotika. Studier av gris och nöt tyder på att andra riskfaktorer är bristande biosäkerhet och en intensiv produktion. Flugor har pekats ut som en möjlig vektor för ESBL-producerande bakterier. Mjölkkor i ekologisk produktion har en lägre prevalens av ESBL-producerande bakterier än mjölkkor i konventionell produktion, något som kopplats till en lägre antibiotikaanvändning.

En viktig förebyggande åtgärd är att minska användningen av tredje och fjärde generationens cefalosporiner. I Sverige finns redan lagstiftning som reducerar användning av detta antibiotikum. Antibiotikaresistens övervakas i övervakningsprogram både inom EU och nationellt. Att ge probiotika till nykläckta kycklingar har också visat sig reducera förekomsten av ESBL.

Ytterligare forskning är nödvändig avseende optimala rengöringsrutiner för kycklingstall, och hur förekomsten av ESBL-producerande bakterier i kycklingarnas avelspyramid kan minskas. En ökad biosäkerhet hos nöt- och grisbesättningar är en betydelsefull förebyggande åtgärd för att undvika en större utbredning av ESBL. Det är också väsentligt att det globalt sker en förändring mot en mer restriktiv antibiotikaanvändning för att stoppa utbredning av ESBL och andra antibiotikaresistenta bakterier. Arbetet mot spridningen av ESBL är viktigt och det kan göra stor skillnad om detta arbete inleds redan på besättningsnivå.

Antimicrobial substances are among the most important pharmaceuticals in modern healthcare. Unfortunately, there is a growing resistance development against antimicrobials. One of these antibiotic resistant bacteria are ESBL-producing bacteria. ESBL means “extended-spectrum beta-lactamases” and this is a trait that make the bacteria able to break down βlactamantibiotics, such as penicillin and cephalosporins, which results in them losing their mode of action. The occurrence of ESBL-producing bacteria is common in many types of animals, especially among broilers, but it can also be found among cattle and pigs. The aim of this essay is to identify risk factors for introducing and spreading ESBL among broilers, cows and pigs, as well as finding preventive measures that could be applied in order to reduce the occurrence of ESBL among food-producing animals.

Antibiotic treatment is one of the most important risk factors for the emergence of ESBL, since it selects for antimicrobial resistant bacteria. Treatment with cephalosporins with extended spectrum (second-, third- and fourth generation) is considered as the major risk factor. Swedish chickens are seldom treated with antimicrobials, but still show a high occurrence of ESBL. In broilers, spread of ESBL vertically through the breeding pyramid, along with transmission from the chickens’ environment, are considered significant risk factors. ESBL-producing bacteria have been found in the chicken houses after cleaning and disinfection, suggesting these routines need improvement. Another risk factor is the use of mineral feed additives (copper and zinc), since co-resistance between these metals and antibiotics have been observed. Flies have been suggested as a possible vector for ESBL-producing bacteria as well. In cattle and pigs, inadequate biosecurity and intensive production were associated with a higher ESBLprevalence. Organic dairy cows have a lower prevalence of ESBL than conventional cows, presumably due to the lower use of antibiotics on the organic farms.

A vital preventive measure is to reduce the use of third and fourth generation cephalosporins. In Sweden, there is already a legislation that restricts the use of these antibiotics. The antimicrobial resistance is examined through surveillance programs; both nationally and within the EU. Also, to give newly hatched chickens probiotics as a preventive measure has been shown to have promising results in reducing ESBL.

Future research should focus on improvement of cleaning routines for chicken houses and how the occurrence of ESBL in the broiler breeding pyramid can be reduced. Improved biosecurity in cattle- and pig farms is an important preventive measure to avoid further dissemination of ESBL. Additionally, a more restricted antibiotic use at a global level is necessary to cease the current development of ESBL and other antibiotic resistant bacteria. Working toward a reduced dissemination of ESBL is an urgent issue, and if this work could be initiated already at farmlevel it would be of considerable importance.