Desinfeksjonsmidler er avgjørende for forebygging og kontroll av patogene og kvalitetsforringende bakterier i matproduksjonsanlegg. Effektive rutiner for rengjøring og desinfeksjon kan forhindre matbårne sykdomsutbrudd og forringelse av mat. På den annen side kan ensidig kjemikaliepåvirkning fra desinfeksjonsmidler selektere for bakteriell resistens, og studier har påvist korrelasjon mellom resistens mot antibiotika og mot desinfeksjonsmidler. Antibiotikaresistente bakterier er en global trussel som anslås å forårsake opptil 10 millioner dødsfall i året innen 2050. Økt forståelse av mulige drivere og spredningsveier for antimikrobiell resistens (AMR) er avgjørende hvis vi skal klare å snu denne utviklingen. Nye spredningsveier for AMR har også dukket opp ettersom avfallsstrømmene i matproduksjonskjeder endres med fokus på sirkulær økonomi og økt ressursutnyttelse. Dette understreker behovet for bedre kontroll av prosesser for å forhindre utvikling og spredning av resistente bakterier, da AMR bakterier og gener kan reintroduseres i nye produksjonssystemer. Fra et én-helse perspektiv må hele verdikjeden for matproduksjon, inkludert fôr, restråstoff, avløpsvann og slam, sees i sammenheng med hensyn til mattrygghet og spredning av AMR.
Prosjektet DisinfectAMR handler om hvilken rolle desinfeksjonsmidler som brukes i produksjon av kylling og laks har med tanke på effekt mot bakteriebelastning og sammensetningen av bakteriesamfunn i produksjonsprosessene, samt forebygging av biofilmdannelse. Mulig kryss-resistens mellom desinfeksjonsmidler og antibiotika ble også studert. Risikoen for AMR-spredning via restråstoff, avfallsstrømmer og prosesseringsmiljøer ble kartlagt ved å analysere forekomsten av AMR bakterier og gener. Studien ble planlagt i samarbeid med industripartnere gjennom tre workshops. Prøveinnsamlingen resulterte i en stor samling av bakteriestammer (>1000) og DNA fra produksjonsanlegg i både Norge og Romania, som dannet grunnlaget for videre analyseaktiviteter i prosjektet. Avanserte teknologier som robotisert high-throughput screening, sekvensbasert kartlegging av resistensgener, metagenomsekvensering og eksponeringstester i mikrobioreaktor ble benyttet.
Resultatene viste at desinfeksjonsmidlene effektivt reduserer bakteriebelastning på de fleste produksjonsoverflater og endrer mikrobielle samfunn. Likevel ble områder med utilstrekkelig hygiene, høy bakterieforekomst og funn av patogener identifisert. Effektiviteten av desinfeksjonsmidlene varierte mellom ulike typer og konsentrasjoner, og flere biofilmer overlevde selv de høyeste konsentrasjonene. Denne kunnskapen er viktig for matprodusenter for å optimalisere rutiner for rengjøring og desinfeksjon. En lav forekomst av AMR bakterier ble påvist i restråstoff, avfallsstrømmer og prosesseringsmiljøene. I avfallsstrømmer fra to kyllingprosesseringsanlegg ble imidlertid flere kinolonresistente Escherichia coli (QREC) funnet, mens multiresistente (MDR) E. coli ble påvist i ett anlegg. I tillegg ble et bredt spekter av AMR gener, inkludert høyrisikogener, påvist i restråstoff, avfallsstrømmer og prosesseringsmiljøene. Disse funnene understreker potensialet for spredning av AMR til miljøet og inn i nye sirkulære produksjonssystemer, noe som kan utgjøre en potensiell én-helse risiko. Prosjektet har internasjonalt perspektiv siden sammenlignbare studier ble gjennomført i Romania, hvor bruken av både desinfeksjonsmidler og antibiotika skiller seg fra praksis i Norge.
Resultatene fra prosjektet er publisert i fagfellevurderte tidsskrift, gjennom foredrag og postere på vitenskapelige møter og konferanser, formidlet via populærvitenskapelige kanaler, og har blitt presentert og diskutert med referansegruppen tilknyttet prosjektet, bestående av Animalia, Aquatiq, Sjømatbedriftene og Folkehelseinstituttet. I tillegg har én PhD-student og seks masterstudenter vært tilknyttet prosjektet.
With the results and achievements obtained, the DisinfectAMR project contributes to improved knowledge on the effect of disinfectants used in chicken and salmon processing on bacterial loads and surface microbiota, especially with respect to effect against bacterial biofilm which can reduce the effective concentration of DI. Chicken and salmon meat continues to be involved in bacterial disease outbreaks, and our study highlights the importance of effective C&D routines since potential pathogens and spoilage bacteria are found in the surface microbiota in the processing environments. This knowledge is important for food processing operators to optimise C&D routines, which in the long term ensures adequate and sustainable production with low environmental impact at the industry partners. By filling the lack of knowledge on occurrence of AMR bacteria and genes in the food production value chain from processing environments to sidestream materials, feed ingredients, and waste-flow from the factories, the project also demonstrated the potential one-health risk of food production in spread of pathogens and AMR bacteria in a circular perspective to humans, animals and the environment. For the society in general, this new knowledge is important to consider when targeting circular economy and increased resource exploitation using sidestream materials and waste for new feed or food products. The project has established the infrastructure, protocols and competence to efficiently study AMR and disinfectants in the future and to test antibacterial effect in general. The comparable experiments performed in Romania established new research collaboration, and ensured that the outcome also have international relevance. The establishment of the consortium in DisinfectAMR also lead to further collaboration in projects and application initiatives, where the network, competence, and the established methods will be used further.
The project addresses the role of food production and the environment as reservoirs of antimicrobial resistant (AMR) bacteria and the impact of disinfectants (DI) as potential drivers for persistence of AMR in two food production plants, and one process plant for feed. Disinfection products play a key role for prevention and control of pathogenic bacteria in food production facilities. However, such chemical selective pressures may co-select for bacterial resistance in the environment, and studies on bacterial susceptibility to DI in food production pipelines have indicated correlations between bacterial antibiotic and DI resistance. From a One-Health perspective, AMR in humans, animals and the environment cannot be viewed separately, and the whole value chain of food production including also feed, process by-products, wastewater, sludge, etc. should be considered with respect to food safety and spread of AMR. The waste-flow in food production value chains is altered due to focus on circular economy and increased resource exploitation. This emphasise the need for better control on the processes in order to prevent the spread and transfer of AMR, since AMR bacteria and genes may be reintroduced to the circular system. To encounter these challenges, the main goal of the project is to study the effect of prolonged use of DI in Norwegian poultry and salmon production in terms of bacterial resistance towards the DI and potential cross-resistance to antibiotics, with direct impact on a process plant for fish feed ingredients which process raw material from both producers. The fundamental understanding of the drivers and pathways for AMR in other than clinical settings and antibiotics use is limited, and this knowledge gap represents a missing link in the One-Health perspective, thus the project will provide urgently needed knowledge. The outcome will be transferable to similar production facilities both national and international.
