Аквакультура лосося та протимікробна стійкість у морському середовищі
Affiliation Centro i∼mar, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt, Чилі
Афілійований відділ мікробіології та імунології, Нью-Йоркський медичний коледж, Вальялла, Нью-Йорк, Сполучені Штати Америки
Affiliation Centro i∼mar, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt, Чилі
Affiliation Centro i∼mar, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt, Чилі
Affiliation Centro i∼mar, Universidad de Los Lagos, Puerto Montt, Чилі
Афілійований відділ мікробіології та імунології, Нью-Йоркський медичний коледж, Вальялла, Нью-Йорк, Сполучені Штати Америки
Партнерський відділ патології Нью-Йоркського медичного коледжу, Вальхалла, Нью-Йорк, Сполучені Штати Америки
Партнерський відділ патології Нью-Йоркського медичного коледжу, Вальхалла, Нью-Йорк, Сполучені Штати Америки
Афілійований відділ мікробіології та імунології, Нью-Йоркський медичний коледж, Вальялла, Нью-Йорк, Сполучені Штати Америки
- Алехандро Х. Бушманн,
- Олександра Томова,
- Алехандра Лопес,
- Мігель А. Мальдонадо,
- Луїс А. Генрікес,
- Лариса Іванова,
- Фред Мой,
- Генрі П. Годфрі,
- Феліпе К. Кабелло
Цифри
Анотація
Цитування: Бушманн А.Х., Томова А., Лопес А., Мальдонадо М.А., Генрікес Л.А., Іванова Л. та ін. (2012) Аквакультура лосося та антимікробна стійкість у морському середовищі. PLoS ONE 7 (8): e42724. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042724
Редактор: Мартін Кркосек, Університет Отаго, Нова Зеландія
Отримано: 3 квітня 2012 р .; Прийнято: 11 липня 2012 р .; Опубліковано: 8 серпня 2012 року
Фінансування: Це дослідження було підтримано грантом Програми Lenfest Ocean/Благодійних фондів Pew для F.C.C. та А.Х.Б. Фінансисти не мали жодної ролі у розробці досліджень, зборі та аналізі даних, прийнятті рішення про публікацію чи підготовці рукопису.
Конкуруючі інтереси: Автори заявили, що не існує конкуруючих інтересів.
Вступ
Вважається, що аквакультура буде джерелом понад половини морепродуктів, споживаних у світі в найближчі роки через крах природного рибальства [1]. Однак цей оптимістичний погляд потрібно пом'якшити за рахунок збільшення інформації, яка припускає, що таке розширення може бути нежиттєздатним, оскільки аквакультура породжує такі неприємні наслідки, як руйнування середовища проживання, евтрофікація та забруднення навколишнього середовища хімічними та антимікробними препаратами [2]. Терапевтичне, стимулююче зростання та профілактичне використання протимікробних препаратів було впроваджено в сільськогосподарську практику в 1940-х роках і набуло широкого поширення в Європі та США [3] - [6]. Незабаром було відзначено антимікробну стійкість у тварин, які годуються антимікробними препаратами [7], і занепокоєння щодо можливостей передачі цієї стійкості до людських патогенів спостерігалося незабаром після цього [6], [8], [9], і справді, було доведено [ 10], [11]. Добровільні та законодавчі заборони на використання антимікробних препаратів як стимулювачів росту в країнах-членах Європейського Союзу з 1990-х років були пов'язані з помітним зменшенням використання антимікробних препаратів без негативного впливу на продуктивність птиці та свиней [8], [12], [13].
Аквакультура лосося є експоненційно зростаючою галуззю у всьому світі, особливо у двох країнах - Норвегії та Чилі [14], [15]. У Чилі це зростання супроводжувалося великою смертністю лосося, вирощеного в чистих загонах. Вони можуть досягати 50% виробництва в певних умовах із великими економічними втратами [16], [17]. Це зростання викликало занепокоєння з приводу багатьох екологічних проблем, особливо тому, що велика кількість хіміопрепаратів та антимікробних препаратів у кормах легко переходить у морське середовище та потенційно може змінити біорізноманіття бактерій [2], [18] - [22]. Оскільки використання вакцин для профілактики бактеріальних захворювань у риб обмежене [16], це, у свою чергу, призвело до більшого використання терапевтичних та профілактичних протимікробних препаратів [23] - [25]. Консервативні підрахунки дозволяють припустити, що в аквакультурі лосося в Чилі в період з 2000 по 2008 рік було використано приблизно 950 метричних тонн хінолонів, а з 2000 по 2007 рік для цього було використано приблизно 1500 метричних тон тетрацикліну та 478 метричних тон флорфеніколу [23] - [25 ].
Протимікробні засоби зазвичай вводять лососю, змішаному з їжею [19], [22]. Неперетравлений харчовий та рибний кал, що містить неабсорбовані антимікробні засоби та виділяються антимікробні метаболіти у воді та осаді в середовищі вирощування лосося, часто зберігають свою антимікробну активність і можуть залишатися у водному середовищі протягом різних періодів часу залежно від їх початкової концентрації, біологічного розкладу фізико-хімічні характеристики [19], [26] - [28]. Такі матеріали можуть відбирати антимікробно стійкі бактерії в осаді та товщі води і часто можуть впливати на різноманітність мікробів не тільки шляхом усунення сприйнятливих бактерій, але й впливаючи на інші сприйнятливі мікроорганізми, такі як мікроводорості [22], [26], [29], [ 30].
Вибір стійких проти мікробів бактерій у морському середовищі може мати згубний вплив на риб та здоров'я людини, сприяючи передачі генетичних детермінант антимікробної стійкості від морських мікробів навколишнього середовища до збудників риб та наземних бактерій, включаючи патогени людини та тварин [19], [22], [23], [31]. Чітко очевидно, що бактерії з морських і наземних екосистем можуть поділяти гени антимікробної стійкості, і що деякі гени антимікробної стійкості, що виникають у патогенів людини, можуть мати водне бактеріальне походження [32] - [35]. Наприклад, збудник риб Yersinia ruckerii, який є причиною кишково-червоної хвороби червоного рота, поділяє плазміду резистентності до протимікробних препаратів та гени протимікробної стійкості до чумної палички Yersinia pestis [36]. Цей обмін рухомими генетичними елементами та генами протимікробної стійкості між бактеріями різних екологічних ніш потенційно може загрожувати лікуванню пацієнтів людини [22], [32] - [34], [36]. Такі генетичні та епідеміологічні висновки настійно припускають, що водні та наземні екосистеми не відособлені щодо розповсюдження генів антимікробної стійкості серед їхніх бактеріальних популяцій, ймовірно, в результаті горизонтального перенесення генів [22], [37].
Високий рівень використання протимікробних препаратів у аквакультурі лосося в Чилі може мати негативний вплив на біорізноманіття навколишнього середовища та здоров'я наземних тварин та людей, відібравши для бактерій у морському середовищі гени антимікробної стійкості. Тому ми порівняли кількість культивованих бактерій та стійких до протимікробних бактерій трьох антимікробних препаратів, які широко використовуються в аквакультурі чилійського лосося (окситетрациклін, оксолінова кислота та флорфенікол) у морському осаді, що прилягає до загонів аквакультури лосося та на контрольній ділянці на відстані 8 км без спостережуваної аквакультури. або інша діяльність людини.