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与每位水产从业者息息相关!陈昌福教授浅谈21世纪人类面临的危机与应对微生物耐药问题

日期:2020-10-28 09:15 | 查看:1227/次 | 评论:0/条 | 编辑:英子 | 来自:腾氏水产商务网

导读:2020年10月17日,在第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十二次会议上,通过了《中华人民共和国生物安全法》。这部法律的制定与颁布,对于维护国家安全,防范和应对生物安全风险,保障人民生命健康,保护生物资源和生态环境,促进生物技术健康发展,推动构建人类命运共同体,实现人与自然和谐共生,是具有重大现实意义的。

腾氏水产商务网报道:


2020年10月17日,在第十三届全国人民代表大会常务委员会第二十二次会议上,通过了《中华人民共和国生物安全法》。这部法律的制定与颁布,对于维护国家安全,防范和应对生物安全风险,保障人民生命健康,保护生物资源和生态环境,促进生物技术健康发展,推动构建人类命运共同体,实现人与自然和谐共生,是具有重大现实意义的。


本法律的适用范围很广,几乎涉及到从事所有生物学领域的相关活动,内容涵盖到(1)防控重大新发突发传染病、动植物疫情;(2)生物技术研究、开发与应用;(3)病原微生物实验室生物安全管理;(4)人类遗传资源与生物资源安全管理;(5)防范外来物种入侵与保护生物多样性;(6)应对微生物耐药;(7)防范生物恐怖袭击与防御生物武器威胁以及(8)其他与生物安全相关的活动。


作为我国水产养殖动物病害防治科技工作者的一员,在多年的协助广大水产养殖业者治疗水产养殖动物疾病的过程中,深切地感受到了水产养殖动物各种传染性疾病治疗中的诸多问题。如由于致病菌对各种抗生素类药物已经产生了不同程度的耐药性,导致水产养殖业者和水生动物执业兽医采用抗生素类药物治疗水产养殖动物疾病的有效率越来越低,而水产养殖业者为了避免因各种细菌性病害引起的经济损失,滥用抗生素类药物的现象是比较常见的,而滥用抗生素类药物又是导致致病菌产生耐药性的主要原因。本文简要地谈一谈在水产养殖动物传染性疾病防控过程中,如何应对微生物耐药的问题。

 

1.从21世纪人类健康面临最大危机说起


近年来,超级细菌(superbug)对人类健康造成的极大危害,已越来越引起社会的关注。医学界对超级细菌的定性是“多重耐药性细菌”,是指对抗生素已经产生了耐药性的一些细菌。因为这些细菌已经对各种抗生素类药物产生了顽强的抵抗能力,难以被杀灭或者抑制,可能对人体产生致命的伤害,细菌的耐药问题已经成为21世纪人类健康面临的最大危机。


超级细菌的最大特点,就是其生命力极其顽强,而且适应能力极佳,增殖速度惊人,细菌作为微观世界的主角,超级细菌的繁衍速度比人类研发新型抗生素类药物的速度要快得多。从1942年青霉素被广泛地应用于医学领域以来,抗生素类药物帮助人类抵御了导致人类死亡率极高的肺结核、炭疽病、霍乱等等恶性传染性疾病,在维护人类健康方面功不可没。


然而,即使抗生素类药物在战胜各种传染性疾病成就最辉煌的岁月中,睿智的科学家们也没有没有放下焦虑感,结果,他们所担心的事情果然还是发生了:随着人类开发出来的抗生素种类越来越多,应用越来越普遍,微生物也在随着时间的延续而不断进步,以至于达到了无惧抗生素威力的程度,演变成了具有“多重耐药性细菌”的超级细菌,这种状况继续发展下去,各种致病微生物有可能再一次轻而易举地扼住人类健康的咽喉。


为了应对人类健康面临的最大危机,2016年6月,国家卫生计生委、发展改革委、教育部、科技部、工业和信息化部、财政部、国土资源部、环境保护部、农业部、文化部、新闻出版广电总局、食品药品监管总局、国家中医药管理局、中央军委后勤保障部卫生局等14部门组织有关专家,在广泛征求意见的基础上,制定出台了《遏制细菌耐药国家行动计划(2016-2020年)》。这个计划的出台旨在从国家层面多个领域打出组合拳,有效遏制细菌耐药,维护人民群众身体健康,促进经济社会的可持续发展。为贯彻落实国家的《遏制细菌耐药性国家行动计划(2016-2020年)》,进一步加强动物源细菌耐药性监测工作,保证动物源性食品安全和公共卫生安全,农业农村部于2017年2月15日发布了《2017年动物源细菌耐药性监测计划》。



中华人民共和国农业农村部在发布的第194号公告中规定,从2020年1月1日开始,退出除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种,兽药生产企业停止生产、进口兽药代理商停止进口相应兽药产品,同时注销相应的兽药产品批准文号和进口兽药注册证书。因为这些“除中药外的所有促生长类药物饲料添加剂品种”,主要是包括了一些抗生素类药物,因此,也被一些人认为这是农业农村部要实施全面“禁抗”的公告。


农业农村部禁止将各种抗生素作为饲料添加剂在饲料中使用,主要是基于人们存在如下的担心:



首先,与养殖动物有关的耐药细菌可能对人类具有致病性。

其次,耐药细菌可通过养殖动物食物轻易传播给人类。

其三,耐药细菌可通过养殖动物的排泄物等传播至养殖环境,从而得以更为广泛地传播。

其四,细菌可以通过基因转移的方式,将与养殖动物无关的耐药基因传递给人类的致病菌。


因此,农业农村部禁止将抗生素类药物作为饲料中的促生长剂使用,就是为了避免导致微生物产生耐药性,而将耐药基因传递给人类的致病菌,危害到人类的健康。


2.如何在鱼病防控中科学使用抗生素


由各种致病菌引起的水产养殖动物疾病有许多种,这类疾病发生后往往会导致水产养殖动物发生极为严重的死亡,给水产养殖业者造成重大的经济损失。迄今为止,能有效地治疗水产养殖动物的细菌性疾病最为有效的药物依然是抗生素类药物,为了减少或者避免细菌性疾病给水产养殖业者造成的经济损失,科学地使用抗生素类药物治疗水产养殖动物的细菌性疾病,几乎还是不二选择。


人们应该明白,在漫长的生物进化过程中,细菌获得了产生一种被人类称为“抗生素”的化学物质的能力,这类物质是抑制或者杀死其他种类微生物的“武器”。同时,微生物也平行进化出能抵抗这些抗生素的能力,这种能力被人们称为“耐药性”。也就是说,微生物对各种抗生素的耐药性是与抗生素同时产生的。研究结果已经很清楚,无论是“抗生素”还是“耐药分子”,其本质都是微生物的代谢产物,参与微生物的理化代谢过程。



在自然生态环境中,存在着丰富多样的基因是微生物产生耐药性的遗传基础,无须人类活动及使用抗生素类药物的影响,微生物的耐药性和耐药基因就是天然存在的。当然,抗生素类药物的使用及人类现代生产活动方式,还是驱动了“前体”或“隐身”耐药基因的进化及耐药基因由环境微生物向病原菌株以及在病原菌株之间的转移,从而导致了更多样、更丰富、流动性更强的耐药基因的出现。


微生物耐药基因横向转移主要是通过以下几条途径:转化、质粒接合转移、可接合转移的转座子和由噬箘体介导的转导。在不同的生物环境中,微生物的接触是发生基因转移的基础,肠道微生态是人和动物机体内最大的微生态系统,也是肠道菌群耐药基因组富集和横向转移的主要场所。


此外,养殖水体、底泥、土壤等微生物种群丰富的生态环境,也是发生细菌耐药基因转移的主要场所。一个生境中可移动耐药基因增多,就意味着耐药性传播的风险增大。因此,不同生境中可移动的耐药基因的数量,就是人们用以评估耐药性传播风险的重要指标。



当微生物长期暴露于亚致死抗生素类药物环境中,就会诱导出微生物的耐药性,获得耐药性的微生物可通过耐药基因水平转移而将耐药机制传递给其他微生物。在长期的进化过程中,微生物已经进化出几种关键的细胞生物学机制,使其对抗生素类药物产生耐药性。



另一种微生物耐药机制,是通过修饰抗生素类药物作用的靶点。这种耐药机制又被称为靶标改变或修饰。例如,细菌对喹诺酮类和氟喹诺酮类药物耐药,细菌是通过点突变改变抗菌药物的靶标——DNA螺旋酶,致使抗菌药物无法与其结合而显示出耐药性。



第三种微生物耐药机制,是阻断抗菌靶标,也就是保护靶标。如细菌对四环素类药物的耐药,四环素是一类蛋白质合成抑制剂,与核糖体的30S亚基结合而发挥作用。但是,产生了耐药性的细菌通过小片段多肽保护四环素结合位点,阻止抗生素类药物与其结合,导致抗生素类药物失去抗菌活性。



第四种微生物耐药机制,依赖于细菌减少药物的渗透性和防止药物进入细胞内的能力,降低细菌体内的药物浓度,使细菌产生耐药性。如革兰氏阴性菌可以通过下调膜孔蛋白通道使药物渗透率降低,而是药物难以进入细菌体内。


面对各种致病菌与生俱来的耐药性以及耐药行程机制,人们在防控细菌性疾病的过程中,真正做到科学地使用抗生素类药物,就是减缓或者避免致病菌产生耐药性的主要措施。


2.1监测致病菌耐药性变化


努力落实农业农村部《动物源细菌耐药性监测计划》,水产行业主管部门对于抗生素类药物在养殖水生动物疾病防治中的科学应用,要制定一个较为系统而相对长期的研究计划,力争用较短的时间,通过组织相关研究机构和人员,面向水产养殖实际生产中的疾病防治问题,重点开展抗生素类水产用兽药实用技术研究,为水生动物养殖业者提供实际可操作的疾病防控技术。同时,要组织有一定技术水平的研究机构和人员开展致病菌对抗菌药物敏感性变化的常年监测工作,须知这种数据不仅是水生动物执业兽医在诊疗活动中决定采用何种药物、使用何种剂量控制疾病的基础资料,是科学、精准使用水产用兽药中抗生素类药物的基础,同时,也是研究和开发防控水产养殖动物疾病新药的基础。


水产养殖动物致病菌产生耐药性,也是抗生素类药物经过长期使用后必然出现的现象。随着各种抗生素类药物在水产养殖中应用时间的延长,水生动物的致病菌对各种抗生素的耐药性也在不断变化。因此,对养殖水域中病原菌对各种抗菌药物的耐药性变化状态进行监测,及时了解致病菌耐药性的变化趋势,对于正确选用药物、确定各种药物的使用剂量,即做到科学地使用各种抗生素类药物是十分重要的。如果没有对水产养殖动物致病菌耐药性监测数据,要做到“科学用药”、“精准用药”、“减量用药”、“保证我国水产养殖业健康、绿色、可持续发展”等等美好愿望,均可能会沦为一句响亮的口号而已!对水产养殖动物致病菌耐药性的监测,是一个需要长期坚持下去的工作,需要我们做出持之以恒地努力。


2.2真正发挥水生动物执业兽医的作用


经过多年的执业兽医资格考试,已经有数千名水产养殖相关专业的人员获得了水生动物执业兽医资格证书。如何真正发挥这部分人的作用,也是有关部门应该考虑的问题。因为水产养殖动物疾病防控工作,毕竟是需要拥有一定专业知识背景的人才有可能做好的工作。将使用水产用药物的工作,完全依靠没有系统接受过专业训练的水产养殖业者完成,始终是难以避免滥用药问题的频繁发生的,微生物的耐药问题也可能因此更难以解决了。


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