Tilbake til søkeresultatene

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Quinolone resistance despite low antimicrobial usage - mechanisms and possible preventive measures

Alternativ tittel: Kinolonresistens til tross for lavt forbruk av antimikrobielle midler - mekanismer og mulige forebyggende tiltak

Tildelt: kr 2,2 mill.

Den norske husdyrproduksjonen med lavt forbruk av antibiotika er en unik plattform hvor en kan få innsikt i, og bygge opp grunnleggende kunnskap, om utvikling og spredning av antibiotikaresistens som er forårsaket av andre mekanismer enn forbruk av antibiotika. Selv om bruken av kinoloner er ubetydelig i norsk husdyrproduksjon, er kinolonresistente bakterier til stede i lave nivåer. Forekomsten varierer ellers mellom dyreartene, med høyest forekomst hos kylling og hos ville fugler. I all hovedsak er den kinolonresistensen som påvises hos E. coli hos husdyr forårsaket av mutasjoner i de kromosomale genene, og i liten grad pga. tilstedeværelse av plasmider. Undersøkelser av det genetiske materialet til ulike kinolonresistente E. coli (QREC) tyder på at det er stor diversitet av disse bakteriene i ulike dyrearter som kylling, svin, rev og villfugl. Noen QREC fra forskjellige dyrearter var svært like hverandre, og kan forklares med at det er en viss spredning av QREC mellom dyreartene. Isolatene fra kylling var mer lik hverandre enn isolatene innad for de andre artene, noe som indikerer at disse isolatene spres via produksjonskjeden hos kylling. Hvor i langt tilbake i produksjonskjeden utviklingen av QREC har skjedd er uklart. Imidlertid ble det i en videre undersøkelse hvor kinolonsensitive E. coli isolater fra normalfloraen hos kyllingene ble sammenliknet med QREC fra samme besetning, påvist kun sporadiske indikasjoner på at QREC utvikles fra E. coli i normalfloraen hos kylling. Studier er utført for å undersøke om visse fôringredienser kan forårsake eller hemme utvikling av antibiotikaresistens i tarmbakterier. In vitro testing av E. coli, ved å dyrke dem sammen med ingredienser fra soya (luteoliner) og i nærvær av forskjellige fysiske faktorer, resulterte ikke til utvikling av QREC. En pilotstudie fant forskjell i QREC fra de forskjellige undersøkte dyreartene med aller lavest funn hos drøvtyggere. En mulig forklaring kan være at nivået av QREC hos forskjellige dyrearter er knyttet til anatomien og fysiologiske prosesser i fordøyelsestrakten. Fôringredienser vil behandles forskjellig i fordøyelseskanalen avhengig av de fysiologiske prosessene. Det kan være slik at QREC ikke utvikles /oppformeres /overlever i særlig stor grad hos voksne drøvtyggere p.g.a. en aktiv fermentering i vomma. Eventuelle fôringredienser som bidrar til utvikling /spredning av QREC vil da kunne bli brutt ned av vomfloraen før fôrkomponentene transporteres til de delene av fordøyelseskanalen der E. coli er lokalisert. Hos kalver som ikke er utviklet til fullverdige drøvtyggere, vil imidlertid QREC kunne utvikles /oppformeres /overleve. Forsøk allerede etablert i andre forskningsprosjekter (?Feed Mileage? and ?Foods of Norway?) ble benyttet til å teste om forskjellige fôrfaktorer er pådrivere for utvikling og spredning av QREC. I to ulike fôringsforsøk der rapsmel og gjærceller erstattet en større del av den vanlig benyttede soya-ingrediensen i kraftfôret til slaktegris ble det ikke funnet at QREC ble utviklet til samme nivåer som sett i ordinære grisebesetninger. Fôrtypene som ble benyttet inkluderte også det vanlig benyttede kraftfôret med soya som resulterte i 67% QREC i prøvene fra slaktegris i pilotstudien. Fôret som ble benyttet i forsøket til slaktegrisene, og som ble prøvetatt ved slakting, inneholdt ikke maursyre slik kommersielt kraftfôr gjør. Vi bestemte oss for å teste ut hypotesen om at soya som fôringrediens med eller uten maursyre, kan ha en betydning for utvikling av QREC i tarmkanalen videre i en kylling-modell i en ordinær kyllingbesetning. Et forsøk med og uten soya inkludert i fôrdietten, og et forsøk med og uten maursyre tilsatt fôret har blitt gjennomført. Det planlegges et tredje forsøk i 2020 for å teste parametere som varierer i de to første forsøkene. Foreløpige resultater viser forskjeller i tid for når utviklingen av QREC begynner etter startfôringen etter klekking begynner for de to forsøkene. Analysene av disse forsøkene er imidlertid ikke ferdigstilt, og det er ønskelig å få med resultatene fra et tredje forsøk før det konkluderes. Det har vært flere utbrudd av luftveissykdom hos gris forårsaket av Actinobacillus pleuropneumoniae (APP) i Norge de siste årene. For å redusere risikoen for flere utbrudd, og hindre videre smittespredning er det tidligere forsøksvis medisinsk sanert et mindre antall svinebesetninger ved bruk av kinoloner. Vi har undersøkt fem svinebesetninger som har vært sanert med kinoloner, samt fem kontrollbesetninger for forekomst av QREC. Selv om det er svært lite QREC til stede både i kasus- og kontrollbesetningene, kan det se ut som det er noe høyere forekomst av QREC i besetningene som er sanert ved bruk av kinoloner. Prosjektet adresserer vitenskapelig kompliserte temaer som er utfordrende å kommunisere til myndigheter, næring og legfolk. God praksis knyttet til risikokommunikasjon er vektlagt i formidling av kunnskap og resultater til involverte interessenter og andre aktører.

Prosjektet har styrket kompetansen om forekomst av QREC, de bakenforliggende genetiske mekanismene for kinolonresistensen, samt forståelse av disse bakterienes klonalitet og mulig spredningsmønster hos forskjellige dyrearter. Resultatene fra prosjektet vil kunne benyttes som kunnskapsgrunnlag for faglige vurderinger til nytte for både husdyrnæringen og myndigheter, samt være grunnlag for videre forskning. Veterinærinstituttet har benyttet prosjektet som en mulighet for kompetanseutvikling innen helgenomsekvensering og bioinformatikk, og har i den anledning implementert flere bioinformatiske verktøy til nytte for en rekke forsknings- og utviklingsprosjekter ved instituttet, samt ved beredskapshendelser. Prosjektet har med andre ord bidratt til at Veterinærinstituttet har fått økt kompetanse og kapasitet på helgenomsekvensering og analyser av slike data. Dette er kompetanse som vil være essensiell i årene framover, både innen forskning, overvåking, og i beredskapssammenheng.

It is well known that usage of antimicrobials promotes the development and spread of resistance. In addition to resistance driven by antimicrobial usage, development and dissemination of antimicrobial resistance can occur through other mechanisms that are currently unidentified or otherwise poorly characterized or understood. The Norwegian animal production, with low antimicrobial usage, provides a unique platform for building basic knowledge and gaining insight into alternative mechanisms behind the development and spread of antimicrobial resistance. In Norwegian livestock production the use of fluoroquinolones is nearly negligible and resistance to this class of antimicrobial agents among bacteria from production animals has usually been a rare finding. However, after the implementation of a selective method in the Norwegian monitoring program for antimicrobial resistance in the veterinary sector (NORM-VET), it has been shown that quinolone resistant Escherichia coli (QREC) is present at low levels in a high proportion of the samples. There is currently a substantial knowledge gap regarding how, why, when and where this resistance has developed. Moreover, it is unclear if there is any association between the findings of QREC-isolates in the various production chains, and/or with environmental factors. It is crucial to understand these mechanisms to be able to identify, test and implement measures for prevention of resistance development and spread, which is important for maintaining our favourable national situation. Additionally, knowledge based risk management and transparent risk communication is critical to minimize loss of trust and negative economic consequences, and to ensure that relevant and adequate measures are taken. All these aspects will be addressed in the current project.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FFL-JA-Forskningsmidlene for jordbruk og matindustri

Finansieringskilder