626 DOI: 10.21521/mw.5789 Med. Weter. 2017, 73 (10), 626-631 Artykuł przeglądowy Review Gronkowce izolowane od zwierząt jako źródło genów kodujących wielolekooporność na antybiotyki o krytycznym znaczeniu dla zdrowia publicznego MAGDALENA KIZERWETTER-ŚWIDA, JOANNA PŁAWIŃSKA-CZARNAK* Zakład Mikrobiologii, Katedra Nauk Przedklinicznych, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Ciszewskiego 8, 02-786 Warszawa *Katedra Higieny Żywności i Ochrony Zdrowia Publicznego, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego, ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa Otrzymano 30.05.2017 Zaakceptowano 03.07.2017 Kizerwetter-Świda M., Pławińska-Czarnak J. Staphylococci isolated from animals as a source of genes that confer multidrug resistance to antimicrobial agents of critical importance to public health Summary Antimicrobial resistance (AMR) is a global public health issue. Multidrug resistance (MDR) genes that confer resistance to antimicrobials from different classes are of particular importance in the spread of AMR. Moreover, some of these MDR genes are involved in resistance to critically important antimicrobial agents used in human and veterinary medicine. Staphylococci isolated from animals and humans harbor a wide range of resistance genes, including MDR genes. Location of MDR genes on mobile genetic elements facilitate the exchange of these genes between staphylococci of animal and human origin. The emergence of resistant Staphylococcus spp. is probably linked to therapeutic or prophylactic antimicrobial use through not only direct selection of the corresponding resistance, but also indirect selections via cross-resistance and co-resistance. Judicious use of antibiotics and the knowledge of the genetics of MRD genes and other resistance genes is indispensable to counteract further dissemination of staphylococcal MDR genes. Keywords: antimicrobial agents, multidrug resistance, Staphylococcus spp. Wzrost oporności drobnoustrojów na antybiotyki w kontekście medycyny ludzkiej czy tylko medycyny uznawany jest za jedno z głównych zagrożeń dla weterynaryjnej. Jest to zagadnienie wieloaspektowe, współczesnej medycyny oraz zdrowia publicznego (3, dotyczące zdrowia ludzi, zwierząt, bezpieczeństwa 30). Stosowanie środków przeciwdrobnoustrojowych żywności, a także rolnictwa. Współpraca między Świa- jest niezbędne w zwalczaniu zakażeń występujących tową Organizacją Zdrowia (World Health Organiza- u ludzi i zwierząt. Wiadomo, że wzrastające zużycie tion, WHO), Światową Organizacją Zdrowia Zwierząt antybiotyków wykorzystywanych do leczenia ludzi (Office International des Epizooties, OIE) oraz Orga- i zwierząt przyczynia się do powstania szczepów opor- nizacją Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywie- nych, ponadto drobnoustroje coraz częściej wykazują nia i Rolnictwa (Food and Agriculture Organization, oporność na wiele antybiotyków jednocześnie (19, FAO) doprowadziła do szeregu działań w obrębie tzw. 23). Na skórze oraz błonach śluzowych ludzi i zwie- inicjatywy One Health, których głównym celem jest rząt, a także w środowisku nieożywionym występują holistyczne podejście do szeroko rozumianego zdrowia niezwykle różnorodne populacje bakterii, w których ludzi i zwierząt (3). Zgodnie z koncepcją One Health, stale zachodzi horyzontalny transfer genów oporności. problem występowania drobnoustrojów oraz ich opor- Do wymiany materiału genetycznego może dochodzić ności należy traktować globalnie, ponieważ wiele mi- między bakteriami należącymi do różnych gatunków kroorganizmów może wywoływać zakażania zarówno lub rodzajów (34). Jest to proces ciągły i nieunikniony, u ludzi, jak i u zwierząt (30). Ponadto, takie same geny wynika z naturalnego przystosowywania się bakterii kodujące oporność na środki przeciwdrobnoustrojowe do warunków środowiska (40). Lekooporności drob- występują zarówno u szczepów izolowanych od ludzi, noustrojów nie można zatem rozpatrywać jedynie jak i od zwierząt (5, 34, 40). Med. Weter. 2017, 73 (10), 626-631 627 Geny kodujące oporność bakterii na antybiotyki Tab. 1. Przykłady antybiotyków o krytycznym znaczeniu oraz zwykle warunkują oporność na określoną grupę środ- antybiotyków bardzo ważnych, klasyfikacja według WHO ków przeciwdrobnoustrojowych lub wybrane leki oraz OIE w obrębie danej grupy (34, 40). Wśród drobnoustrojów, Środki przeciwdrobnoustrojowe Klasyfikacja w tym także gronkowców, występują również geny Klasa Przykłady WHO OIE warunkujące wielolekooporność (43). Pojedyncze Aminoglikozydy Streptomycyna CIA VCIA geny mogą kodować modyfikacje docelowego miejsca Kanamycyna działania dla antybiotyków należących do różnych Gentamycyna grup, np.: metylację podjednostki 23S rRNA. W takich Amikacyna Fenikole Chloramfenikol HIA VCIA przypadkach geny te będą odpowiedzialne za opor- Florfenikol* ność na antybiotyki, które wiążą się z podjednostką 23S rRNA (np. makrolidy lub linkozamidy). Inny Rifampicyny Rifampicyna CIA VHIA mechanizm wielolekooporności polega na aktywnym Glikopeptydy Teikoplanina CIA (–) wypompowywaniu antybiotyków z komórek bakterii Wankomycyna za pośrednictwem białek błonowych, których spektrum Linkozamidy Linkomycyna HIA VHIA substratowe może obejmować środki przeciwdrobno- Makrolidy Erytromycyna CIA VCIA ustrojowe należące do takich grup, jak linkozamidy Tylozyna czy streptograminy (33, 43). Penicyliny Amoksycylina CIA VCIA W celu podkreślenia znaczenia niektórych grup an- Cefalosporyny III Cefepim CIA VCIA tybiotyków eksperci Światowej Organizacji Zdrowia oraz IV generacji Ceftiofur* Cefowecyna* podzielili środki przeciwdrobnoustrojowe na trzy Cefquinom* grupy: antybiotyki o krytycznym znaczeniu dla zdro- Pleuromutyliny Ratapamulina IA VHIA wia publicznego (critically imporant antimicrobials, Tiamulina* CIA), antybiotyki bardzo ważne (highly important Polipeptydy Kolistyna CIA VHIA antimicrobaials, HIA) oraz ważne (important antimi- Polimyksyna crobials, IA) (45). Zastosowano dwa kryteria podzia- Fluorochinolony Norfloksacyna CIA VCIA łu: (1) antybiotyk stanowi jedyną możliwą lub jedną Marbofloksacyna z kilku możliwych opcji terapeutycznych w leczeniu Sulfonamidy Sulfamotoksazol HIA VCIA chorób groźnych dla człowieka, (2) antybiotyk jest Streptograminy Chinuprystyna HIA VHIA stosowany do leczenia zakażeń wywoływanych przez Wirginiamycyna* drobnoustrój pochodzący ze źródeł innych niż ludzkie Tetracykliny Tetracyklina HIA VCIA lub drobnoustrój, który może nabywać geny oporności ze źródeł innych niż ludzkie. Antybiotyki spełniające Oksazolidynony Linezolid CIA (–) oba wymienione kryteria klasyfikowane są jako CIA, Mupirocyna Mupirocyna HIA (–) natomiast wypełnienie jednego kryterium pozwala na Objaśnienia: * do użytku weterynaryjnego, (–) nie uwzględniono zaliczenie danego leku do grupy HIA. Lista środków w klasyfikacji przeciwdrobnoustrojowych zaliczanych do poszcze- gólnych grup jest stale uaktualniana, ostatnie zmiany kowców koagulazo-ujemnych (coagulase-negative sta- pochodzą z 2016 r. Podobna klasyfikacja została za- phylococci, CNS) (43). Niepokojącym zjawiskiem jest proponowana przez Światową Organizację Zdrowia stałe narastanie oporności tych bakterii na antybiotyki. Zwierząt. Między klasyfikacjami WHO i OIE są Gronkowce izolowane z przypadków zakażeń czy na- pewne różnice (tab. 1). OIE wprowadziło definicje: wet od zdrowych osobników coraz częściej wykazują antybiotyki weterynaryjne o krytycznym znaczeniu oporność na kilka antybiotyków jednocześnie (19, 34). (veterinary critically important antimicrobial agents, Eksperci z Europejskiego Centrum do spraw VCIA), antybiotyki weterynaryjne bardzo ważne (ve- Zapobiegania i Kontroli Chorób (European Centre terinary highly important antimicrobial agents, VHIA) for Disease Prevention and Control, ECDC) oraz oraz ważne antybiotyki weterynaryjne (veterinary Centrum Kontroli i Prewencji Chorób (Centers for important antimicrobial agents, VIA) (27). Disease Control and Prevention, CDC) opracowali Gronkowce należą do bakterii powszechnie wystę- ujednoliconą międzynarodową terminologię dotyczą- pujących u ludzi, zwierząt oraz w środowisku. Mogą cą kategorii oporności bakterii na antybiotyki (23). być one izolowane od zdrowych osobników oraz wy- Zależnie od stopnia oporności wyróżniono szczepy woływać zakażenia o charakterze oportunistycznym. wielolekooporne, określane jako MDR (multidrug- U zwierząt towarzyszących człowiekowi oraz zwierząt -resisitant) niewrażliwe na co najmniej jeden anty- hodowlanych największe znaczenie kliniczne mają: biotyk z trzech lub więcej różnych grup środków Staphylococcus pseudintermedius, Staphylococcus przeciwdrobnoustrojowych (o różnej budowie che- aureus, Staphylococcus schleiferi, Staphylococcus micznej i różnym mechanizmie działania) mających delphini oraz Staphylococcus hyicus (8). Z próbek zastosowanie w leczeniu zakażeń wywoływanych klinicznych izolowane są także różne gatunki gron- przez dany drobnoustrój. Kolejna kategoria to szcze- 628 Med. Weter. 2017, 73 (10), 626-631 py o rozszerzonej oporności XDR (extensively drug u ludzi, jak i u zwierząt, niewiele z nich stwierdzono resistance) wykazujące niewrażliwość na co najmniej wyłącznie u bakterii izolowanych od ludzi lub tylko jeden antybiotyk ze wszystkich z wyjątkiem dwóch u drobnoustrojów pochodzących od zwierząt (tab. 2) lub jednej grupy antybiotyków. W praktyce oznacza to, (40). że drobnoustroje klasyfikowane jako XDR pozostają wrażliwe zaledwie na antybiotyki z jednej lub dwóch Geny erm u gronkowców izolowanych od zwierząt grup leków stosowanych w terapii. Ostatnia grupa Geny erm warunkują oporność na erytromycynę