مقاومت ضدمیکروبی و رویکرد سلامت واحد در کنترل ورم‌پستان گاوهای شیری

چکیده

ورم‌پستان یا التهاب غده پستانی چالشی جدی در صنعت گاو شیری در دنیا است، زیرا بر کمیت و کیفیت شیر تولیدی و همچنین رفاه دام تأثیر منفی می‌گذارد. ورم پستان توسط میکروب های بیماری زا که اغلب  استافیلوکوکوس اورئوس، استرپتوکوکوس اوبریس، استرپتوکوکوس آگالاکتیه، استرپتوکوکوس دیسگالاکتیه، اشریشیا کلی و سایر باکتری‌های کلیفرم هستند، ایجاد می‌شود. یکی از نگرانی‌های فزاینده در مدیریت ورم‌پستان، ظهور مقاومت ضدمیکروبی (AMR: Antimicrobial Resistance) در باکتری‌های عامل ایجاد عفونت است. رویکرد سلامت واحد (One Health)، که ارتباط متقابل سلامت حیوانات، انسان و محیط را به رسمیت می‌شناسد، دیدگاهی جامع در پرداختن به ورم‌پستان و چالش‌های مرتبط با آن ارائه می‌دهد. از این رو، این بررسی با هدف ارائه یک نمای کلی از وضعیت فعلی دانش در مورد مقاومت ضدمیکروبی در ورم‌پستان، از جمله شیوع و مکانیسم‌های مقاومت است. همچنین بر اهمیت رویکرد سلامت واحد، همراه با راهبرد‌هایی برای کاهش توسعه و گسترش مقاومت ضدمیکروبی تاکید می‌کند.

کلمات کلیدی: ورم‌پستان، گاوهای شیری، سلامت واحد، مقاومت ضدمیکروبی

نویسنده / نویسندگان : فرزاد غفوری، معصومه ناصرخیل

مقدمه

ورم‌پستان یا التهاب غده پستانی، یک بیماری شایع و پُر هزینه است که صنعت گاو شیری را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می‌دهد. این بیماری معمولاً توسط عفونت‌های باکتریایی ایجاد می‌شود که از جمله شایع‌ترین آنها می‌توان به استافیلوکوکوس اورئوس، استرپتوکوک اوبریس، استرپتوکوک آگالاکتیه، استرپتوکوکوس دیسگالاکتیه و اشریشیا کلی اشاره کرد (1). ورم‌پستان را می‌توان بر اساس درجه التهاب به سه دسته بالینی، تحت بالینی و مزمن دسته‌بندی کرد. ورم پستان بالینی شدیدترین شکل بیماری است که در آن علائمی مانند پستان قرمز و متورم و همچنین بروز تب در گاو شیری قابل مشاهده است. ورم‌پستان تحت بالینی شکل خفیف‌تری از بیماری است که در آن علائم خاصی قابل مشاهده نیست، امّا سلول‌های سوماتیک در شیر افزایش می‌یابد. ورم‌پستان مزمن به التهاب مداوم و پیوسته غده پستانی اشاره دارد و به طور معمول کنترل آن دشوار است (2). تعداد سلول‌های سوماتیک (SCC: Somatic Cell Count) شیر معمولاً در ارزیابی ژنتیکی برای سلامت پستان استفاده می‌شود، زیرا یک روش غیرمستقیم برای تشخیص ورم‌پستان تحت بالینی است و ارتباط نزدیکی با سلامت پستان دارد (3). برای نظارت بر سلامت پستان و انجام ارزیابی‌های ژنتیکی، تعداد سلول‌های سوماتیک معمولاً به امتیاز سلول‌های سوماتیک (SCS: Somatic Cell Score) تغییر داده می‌شود تا با توزیع نرمال تناسب داشته باشد (4).

ورم‌پستان یک بیماری پیچیده است که عوامل متعددی از جمله نوع پاتوژن، ایمنی میزبان، عوامل محیطی و ژنتیکی در تعیین میزان بروز و شدت آن نقش دارند. عوامل محیطی نقش بسزایی در مقاومت به ورم‌پستان در گاوهای شیری دارند. فراهم کردن جایگاه، بستر و تغذیۀ مناسب در حفظ و تقویت سیستم ایمنی گاوهای شیری بسیار مهم است که به نوبه خود می‌تواند خطر ابتلا به بیماری و ایجاد عفونت را کاهش دهد. علاوه بر این، اهمیت عوامل ژنتیکی در تعیین مقاومت به ورم‌پستان در گاوهای شیری و پتانسیل بهبود ژنتیکی از طریق‌ اصلاح‌نژاد انتخابی برجسته می‌شود. در سال‌های اخیر، انتخاب ژنومی به عنوان ابزاری قدرتمند برای تسریع بهبود ژنتیکی و ارائه تخمین‌های دقیق‌تر از ارزش اصلاحی حیوان برای مقاومت به ورم‌پستان ظهور کرده است (5). علاوه بر این، پیشرفت‌های اخیر در فناوری‌های اُمیکس “-omics” امکان انجام مطالعات ژنتیکی در مقیاس بزرگ، شناسایی مناطق کاندیدای بالقوه و ژن‌های دخیل در ساز و کارهای تنظیمی ورم‌پستان را فراهم کرده است (6). ادغام داده‌های ژنومیکس، ترانسکریپتومیکس، پروتئومیکس و متابولومیکس می‌تواند درک جامعی از فرآیندهای بیولوژیکی پیچیده زیربنای حساسیت به ورم‌پستان را ارائه دهد (7). علیرغم تلاش‌های بسیار جهت کنترل و پیشگیری ورم‌پستان، این بیماری همچنان یک چالش مهم برای صنعت گاو شیری است. علاوه بر این، این بیماری همچنین یک نگرانی جدی و قابل توجه برای سلامت عمومی است، زیرا باکتری‌های ایجادکننده ورم‌پستان می‌توانند از طریق شیر و گوشت از گاو به انسان منتقل شوند. این جنبه از بیماری اهمیت مفهوم سلامت واحد (One Health) را برجسته می‌کند که بر ارتباط متقابل سلامت انسان، حیوان و محیط تاکید دارد (8). بنابراین، نیاز به راهبرد‌های جدید، نوآورانه و یکپارچه‌ای وجود دارد که رویکرد سلامت واحد و مقابله با مقاومت ضدمیکروبی را در مدیریت ورم‌پستان داشته باشند.

رویکرد سلامت واحد ارتباط متقابل سلامت انسان، حیوان و محیط را به رسمیت می‌شناسد و هدف آن رسیدگی به مسائل بهداشتی از طریق یک رویکرد مشترک و چند رشته‌ای است. در مورد ورم‌پستان گاوی، این رویکرد شامل همکاری بین دامپزشکان، دامداران، مسؤلان بهداشت عمومی و محققان محیط زیست برای وضع راهبرد‌های مؤثر جهت پیشگیری و درمان بیماری و در عین حال به حداقل رساندن خطر مقاومت ضدمیکروبی است (9)(شکل 1). سازمان جهانی بهداشت (WHO: World Health Organization) نیاز به یک رویکرد بهداشتی واحد برای مقابله با مقاومت ضدمیکروبی را برجسته و مطرح کرده است و بیان می‌کند که “هر راهبردی موفق برای مبارزه با مقاومت ضدمیکروبی باید شامل اقداماتی باشد که جمعیت حیوانی و محیطی میکروارگانیسم‌های مقاوم را بررسی کند”. مقاومت ضدمیکروبی یک نگرانی رو به رشد در مدیریت ورم‌پستان گاوی است (10). استفاده رایج و بی‌رویه از آنتی‌بیوتیک‌ها در صنایع لبنی به توسعه مقاومت ضدمیکروبی در پاتوژن‌های باکتریایی کمک کرده است و درمان این بیماری را دشوارتر می‌کند. بنابراین، اتخاذ رویکرد سلامت واحد برای به حداقل رساندن استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها و در عین حال اطمینان از درمان مناسب موارد ورم‌پستان در سطح گله‌ها ضروری است. کنترل و مدیریت دقیق ورم‌پستان، مدیریت یکپارچه و کاهش مقاومت ضدمیکروبی برخی از راهبرد‌های امیدوارکننده‌ای هستند که می‌توانند به کنترل بهتر ورم پستان گاوی کمک کنند. تحقیقات و ارزیابی بیشتر این راهبردها برای بهینه‌سازی اثر بخشی و اطمینان از پایداری بلند مدت آن‌ها مورد نیاز است.

 

اهمیت روابط متقابل بین محیط، حیوانات و انسان‌ها
شکل 1- اهمیت روابط متقابل بین محیط، حیوانات و انسان‌ها و تأثیر آن بر سلامت عمومی در زمین (11)

اثرات اقتصادی مقاومت ضد میکروبی در ورم‌پستان

هدف از استفاده آنتی‌بیوتیک‌ها برای مدیریت ورم‌پستان گاوی از بین بردن پاتوژن‌های مسئول عفونت‌های داخل پستانی در گاوهای شیری و گوشتی است. در حال حاضر، در حدود 70-60 درصد موارد برای پیشگیری و درمان ورم‌پستان در گاوهای شیری از داروهای ضدمیکروبی استفاده می‌شود (12). با این حال، انجام آزمایش‌های جداسازی باکتری و حساسیت آنتی‌بیوتیکی قبل از تجویز آنتی‌بیوتیک برای اطمینان از درمان مؤثر بسیار مهم است. آنتی‌بیوتیک‌های رایج مورد استفاده برای مدیریت ورم‌پستان گاوی شامل بتالاکتام ها و ماکرولیدها مانند پنی‌سیلین G و اریترومایسین است. آنتی‌بیوتیک‌ها از طریق یک فرآیند پنج مرحله‌ای، از جمله مهار سنتز دیواره سلولی، سرکوب سنتز اسید نوکلئیک، سرکوب عملکرد ریبوزوم، عملکرد غشای سلولی، و مهار متابولیسم فولات عمل می‌کنند (13). با این وجود، پس از درمان، بقایای آنتی‌بیوتیک در محصولات حیوانی، از جمله گوشت و شیر شناسایی شده است. بهترین راه برای جلوگیری از انتقال بقایای آنتی‌بیوتیک‌ها از دام‌های تحت درمان، جداسازی آن‌ها از دام‌های دیگر برای یک دوره از پیش تعیین شده (بسته به عامل درمانی) قبل از توزیع شیر و یا ذبح آن‌ها است (14).

استفاده بیش از حد از داروهای ضد میکروبی از جمله آنتی‌بیوتیک‌ها، ضد قارچ‌ها، ضد ویروس‌ها و ضد انگل‌ها منجر به بروز مقاومت باکتریایی به این داروها شده است. داروهای ضد میکروبی برای درمان و پیشگیری از بیماری‌های دامی و محصولات زراعی استفاده می‌شود. امروزه، مقاومت ضدمیکروبی یک چالش مهم در مدیریت عفونت‌های میکروبی در زمینه مواد غذایی، لبنیات و همچنین در درمان بیماری‌های انسانی است (15). مقاومت ضد میکروبی، یک نگرانی عمده برای سلامت عمومی است که توسط سازمان جهانی بهداشت به رسمیت شناخته شده است و تهدیدی قریب‌الوقوع برای سلامت حیوانات و انسان به شمار می‌رود، چرا که در این حالت مدیریت عفونت‌های باکتریایی دشوارتر می‌شود (16). یکی از مهمترین پیامدهای مقاومت ضد میکروبی، توسعه میکروارگانیسم‌هایی است که به درمان‌های استاندارد پاسخ نمی‌دهند و همچنین پیش‌بینی می‌شود که تا سال 2050 بیش از 10 میلیون مرگ و میر ناشی از عفونت‌های باکتریایی به ثبت برسد (17). مطالعات متعددی برای برآورد هزینه‌های اقتصادی مرتبط با مقاومت ضد میکروبی انجام شده است. در مطالعه‌ای پیش‌بینی شده است که تا سال 2050، مقاومت ضد میکروبی به طور بالقوه می‌تواند تولید ناخالص داخلی جهانی را تا 4 درصد و تولید جهانی دام را تا 5/7 درصد کاهش دهد. با این حال، هزینه‌های مرتبط با مقاومت ضد میکروبی و کاهش بهره‌وری سالانه ناشی از آن به ترتیب حدود 20 و 35 میلیارد دلار آمریکا تخمین زده می شود (18).

 

اهمیت رویکرد سلامت واحد برای کنترل ورم‌پستان

چالش‌های جهانی که نسل ما و نسل های بعدی باید با آن روبرو شوند، شامل امنیت غذایی ناپایدار، ضعف و ناکارآمدی در سلامت جهانی و رسیدگی به بحران‌های بهداشتی نوظهور مانند باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک هستند. به منظور مقابله مؤثر با چالش‌ها و مسائل مربوط به مقاومت ضدمیکروبی، رویکرد سلامت واحد جزء حیاتی از راهبرد‌های ملی و جهانی است که ارتباط بین سه بخش سلامت انسان، حیوان و محیط را در اولویت قرار می‌دهد (19). دکتر کالوین شواب (Calvin Schwabe)، که به‌ عنوان پدر اپیدمیولوژی مدرن شناخته می‌شود، در کتاب دامپزشکی و سلامت انسان به اصطلاح «یک دارو یا داروی واحد» اشاره کرد که نسخه قبل از «سلامت واحد» است. داروی واحد/ سلامت واحد به عنوان یک رویکرد یکپارچه برای حل مشکلات پیچیده‌ای که بر سلامت و بهداشت تأثیر می‌گذارد، بیماری‌های مشترک بین انسان و دام را کاهش می‌دهد و برای کشورهای در حال توسعه بسیار مهم است. بیماری‌های مشترک بین انسان و دام از حیوانات به انسان و بالعکس منتقل می‌شوند و می‌توانند اثرات مخربی بر سلامت انسان، حیوانات و عموماً اکوسیستم داشته باشند. از این رو، رویکرد انسان-حیوان-محیط سلامت واحد برای مدیریت دام می‌تواند جهت تولید پایدار و موفقیت‌آمیز دام و توانایی هدایت امنیت غذایی در سطح جهانی برای سلامت انسان حیاتی باشد (20، 21).

رویکرد سلامت واحد امکان ادغام ایده‌ها میان محققان زیست- پزشکی آموزش دیده در رشته‌های مختلف از جمله علوم پایه، پزشکی و دامپزشکی را فراهم می‌کند که فرصتی برای پیشرفت سریع در زمینه‌های بین رشته‌ای مرتبط با ورم‌پستان گاوی را ارائه می‌دهد. یکی از نکات کلیدی و مهم در اصلاح‌نژاد و ارزیابی گاوهای شیری با استفاده از رویکرد سلامت واحد، موضوع مقاومت ضدمیکروبی است که به شدت با ورم‌پستان مرتبط است (22).

رویکرد سلامت واحد به عنوان «رویکردی مشارکتی، چندبخشی و فرارشته‌ای -کار در سطوح محلی، منطقه‌ای، ملی و جهانی- با هدف دستیابی به نتایج بهینه سلامت با شناخت ارتباط متقابل بین انسان‌ها، حیوانات، گیاهان و محیط مشترک آن‌ها» تعیین شده است. عوامل متعددی برای تشخیص موفقیت‌آمیز و مهار پاتوژن‌ها ضروری است که باعث ایجاد رویکرد “سلامت واحد” شده است (شکل 2). با این وجود، متخصصان در زمینه‌های خاص مانند سلامت انسان، سلامت حیوانات، محیط‌زیست و سایر زمینه‌های تخصصی نیاز به برقراری ارتباط، همکاری و هماهنگی فعالیت‌ها در رویکرد سلامت واحد در اُفق‌های مختلف برای کنترل ورم‌پستان دارند (23). بنابراین، رویکرد سلامت واحد به‌عنوان استاندارد بین‌المللی برای کنترل بیماری‌های مشترک انسان و دام به دلیل همکاری بین رشته‌ای بالقوه بین متخصصان بخش‌های مختلف تأیید شده است. از این رو، ارائه یک رویکرد جامع‌تر مانند “انسان-حیوان-محیط سلامت واحد” برای طراحی برنامه‌های ورم‌پستان گاوی که اهداف و رویکردهای کاربردی سیستم‌های چرخه‌ای سلامت واحد در کشاورزی، رفاه و تغذیه را ادغام می‌کند، ضروری است. همچنین، این رویکرد امکان تثبیت روش‌های تشخیصی طولانی ‌مدت و پایدار را فراهم می‌کند و می‌تواند به مسئولان بهداشت عمومی هشدار دهد و از یک بیماری همه‌گیر جهانی احتمالی جلوگیری کند (24).

 

ارتباط متقابل بین انسان، حیوانات و محیط زیست
شکل 2- ارتباط متقابل بین انسان، حیوانات و محیط زیست در مفهوم رویکرد سلامت واحد (25)

نتیجه‌گیری کلی

ورم‌پستان یک بیماری پیچیده است که عوامل متعددی از جمله نوع پاتوژن، ایمنی میزبان، عوامل محیطی و ژنتیکی در تعیین میزان بروز و شدت آن نقش دارند. اجرای بهترین شیوه ها در مدیریت گله، در کنار توسعه ابزارهای تشخیصی موثر و راهبردهای پیشگیری، در کاهش تأثیر ورم پستان بر سلامت دام، کیفیت شیر و پایداری اقتصادی ضروری خواهد بود. از این رو، رویکرد سلامت واحد که ارتباط متقابل سلامت انسان، حیوان و محیط را به رسمیت می شناسد، برای مدیریت این بیماری و جلوگیری از گسترش مقاومت ضد میکروبی بسیار مهم است.

منابع

  1. Al-Harbi, H., Ranjbar, S., Moore, R.J. and Alawneh, J.I., 2021. Bacteria isolated from milk of dairy cows with and without clinical mastitis in different regions of Australia and their AMR profiles. Frontiers in Veterinary Science, 8, 743725.
  2. Santman-Berends, I.M.G.A., Riekerink, R.O., Sampimon, O.C., Van Schaik, G. and Lam, T.J.G.M., 2012. Incidence of subclinical mastitis in Dutch dairy heifers in the first 100 days in lactation and associated risk factors. Journal of Dairy Science, 95(5), 2476-2484.
  3. Schukken, Y., Wilson, D., Welcome, F., Garrison-Tikofsky, L. and Gonzalez, R., 2003. Monitoring udder health and milk quality using somatic cell counts. Veterinary Research, 34(5), 579-596.
  4. Nani, J.P., Raschia, M.A., Poli, M.A., Calvinho, L.F. and Amadio, A.F., 2015. Genome-wide association study for somatic cell score in Argentinean dairy cattle. Livestock Science, 175, 1-9.
  5. Zhang, M., Luo, H., Xu, L., Shi, Y., Zhou, J., Wang, D., Zhang, X., Huang, X. and Wang, Y., 2022. Genomic Selection for Milk Production Traits in Xinjiang Brown Cattle. Animals, 12(2), 136.
  6. Kim, S., Lim, B., Cho, J., Lee, S., Dang, C.G., Jeon, J.H., Kim, J.M. and Lee, J., 2021. Genome-wide identification of candidate genes for milk production traits in Korean Holstein Cattle. Animals, 11(5), 1392.
  7. Naserkheil, M., Ghafouri, F., Zakizadeh, S., Pirany, N., Manzari, Z., Ghorbani, S., Banabazi, M.H., Bakhtiarizadeh, M.R., Huq, M.A., Park, M.N. and Barkema, H.W., 2022. Multi-omics integration and network analysis reveal potential hub genes and genetic mechanisms regulating bovine mastitis. Current Issues in Molecular Biology, 44(1), 309-328.
  8. Collignon, P., 2012. The importance of a One Health approach to preventing the development and spread of antibiotic resistance. One Health: The Human-Animal-Environment Interfaces in Emerging Infectious Diseases: Food Safety and Security, and International and National Plans for Implementation of One Health Activities, 19-36.
  9. Robinson, T.P., Bu, D.P., Carrique-Mas, J., Fèvre, E.M., Gilbert, M., Grace, D., Hay, S.I., Jiwakanon, J., Kakkar, M., Kariuki, S. and Laxminarayan, R., 2016. Antibiotic resistance is the quintessential One Health issue. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 110(7), 377-380.
  10. Solomon, S.L. and Oliver, K.B., 2014. Antibiotic resistance threats in the United States: stepping back from the brink. American Family Physician, 89(12), 938-941.
  11. Maity, S. and Ambatipudi, K., 2020. Targeting the Zoonotic Potential of Bovine Mastitis by an Integrated One-Health Approach. Authorea Preprints.
  12. Stevens, M., Piepers, S. and De Vliegher, S., 2016. Mastitis prevention and control practices and mastitis treatment strategies associated with the consumption of (critically important) antimicrobials on dairy herds in Flanders, Belgium. Journal of Dairy Science, 99(4), 2896-2903.
  13. Dowling, A., O’dwyer, J. and Adley, C., 2017. Antibiotics: mode of action and mechanisms of resistance. Antimicrobial Research: Novel Bioknowledge and Educational Programs, 1, 536-545.
  14. Paramasivam, R., Gopal, D.R., Dhandapani, R., Subbarayalu, R., Elangovan, M.P., Prabhu, B., Veerappan, V., Nandheeswaran, A., Paramasivam, S. and Muthupandian, S., 2023. Is AMR in Dairy Products a Threat to Human Health? An Updated Review on the Origin, Prevention, Treatment, and Economic Impacts of Subclinical Mastitis. Infection and Drug Resistance, 155-178.
  15. Kapoor, G., Saigal, S. and Elongavan, A., 2017. Action and resistance mechanisms of antibiotics: A guide for clinicians. Journal of Anaesthesiology, Clinical Pharmacology, 33(3), 300.
  16. Prestinaci, F., Pezzotti, P. and Pantosti, A., 2015. Antimicrobial resistance: a global multifaceted phenomenon. Pathogens and Global Health, 109(7), 309-318.
  17. de Kraker, M.E., Stewardson, A.J. and Harbarth, S., 2016. Will 10 million people die a year due to antimicrobial resistance by 2050?. PLoS Medicine, 13(11), e1002184.
  18. Dadgostar, P., 2019. Antimicrobial resistance: implications and costs. Infection and Drug Resistance, 3903-3910.
  19. Robinson, T.P., Bu, D.P., Carrique-Mas, J., Fèvre, E.M., Gilbert, M., Grace, D., Hay, S.I., Jiwakanon, J., Kakkar, M., Kariuki, S. and Laxminarayan, R., 2016. Antibiotic resistance is the quintessential One Health issue. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene, 110(7), 377-380.
  20. Schwabb, C.W., 1969. Veterinary medicine and human health. Veterinary Medicine and Human Health, (2nd Edition).
  21. Mazet, J.A., Clifford, D.L., Coppolillo, P.B., Deolalikar, A.B., Erickson, J.D. and Kazwala, R.R., 2009. A “one health” approach to address emerging zoonoses: the HALI project in Tanzania. PLoS Medicine, 6(12), e1000190.
  22. Maity, S. and Ambatipudi, K., 2021. Mammary microbial dysbiosis leads to the zoonosis of bovine mastitis: a One-Health perspective. FEMS Microbiology Ecology, 97(1), fiaa241.
  23. 2022. One health basics. Washington, DC: Centers for Disease Control and Prevention, U.S. Department of Health and Human Services. https://www.cdc.gov/onehealth/basics/index.html
  24. Gibbs, E.P.J., 2014. The evolution of One Health: a decade of progress and challenges for the future. Veterinary Record, 174(4), 85-91.
  25. Lavilla, M., Domingo-Calap, P., Sevilla-Navarro, S. and Lasagabaster, A., 2023. Natural Killers: Opportunities and Challenges for the Use of Bacteriophages in Microbial Food Safety from the One Health Perspective. Foods, 12(3), 552.
سایر مقالات

دریافت اشتراک

دریافت خودکار مقالات علمی و نسخ فصلنامه دانش دامپروری

Union Dental
راه های ارتباطی
درباره
دسترسی
ما را دنبال کنید

تمامی حقوق برای گروه پژوهشی توسعه دانش تغذیه دام و طیور سپاهان محفوظ است.