DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2026.1746385
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41694529
تاريخ النشر: 2026-01-29
المؤلف: Silvia Vivarelli وآخرون
الموضوع الرئيسي: التأثيرات البيئية للأدوية والمضادات الحيوية
نظرة عامة
تسلط المراجعة الضوء على التهديد الحرج الذي تشكله مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) على الصحة العالمية، لا سيما في سياق إنتاج الماشية وتأثيراته على صحة الإنسان. تؤكد على دور الميكروبيوم المعوي ومقاومة مضادات الميكروبات—التي تتكون من جينات مقاومة مضادات الميكروبات (ARGs)—في تسهيل ظهور وانتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB). تساهم ممارسات الزراعة المكثفة، التي تتميز بالاستخدام الروتيني للمضادات الحيوية دون العلاج، في انتشار ARB في الماشية، والتي يتم إخراجها لاحقًا إلى البيئة، مما يؤدي إلى تفاقم انتشار المقاومة من خلال العناصر الجينية المتنقلة. تؤكد المراجعة على الترابط بين صحة الحيوان وصحة الإنسان والصحة البيئية ضمن إطار الصحة الواحدة، لا سيما فيما يتعلق بالتعرض المهني بين عمال المزارع والأطباء البيطريين.
لقد أدت التقدمات في تقنيات الميتاجينوميات والميتاترنسكريبتوميات إلى تعزيز فهم المجتمعات الميكروبية المعوية ومقاوماتها، كاشفة عن تداخلات كبيرة في ملفات ARG بين الماشية والبشر، خاصة في البيئات ذات التعرض العالي. تشير النتائج إلى أن الأمعاء تعمل كخزان لـ ARB وARGs، متأثرة بصحة المضيف والعوامل البيئية واستخدام مضادات الميكروبات. على الرغم من التحديات المنهجية في تقنيات الميتاجينوميات، تدعو المراجعة إلى استراتيجيات متكاملة للتخفيف من AMR، بما في ذلك التدخلات المستهدفة للميكروبيوم وتحسين الإدارة البيئية. تدعو إلى نهج تعاوني يربط بين الصحة الواحدة والصحة الكوكبية، مؤكدًا على ضرورة التنسيق بين القطاعات لمعالجة AMR بفعالية وتأثيراته الأوسع على الصحة والأنظمة البيئية.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التهديد الحرج للصحة العالمية الذي تشكله مقاومة مضادات الميكروبات (AMR)، مؤكدة على تأثيراتها عبر صحة الإنسان والحيوان والبيئة ضمن إطار الصحة الواحدة. يتم تحديد الاستخدام العشوائي للمضادات الحيوية في كل من الطب البشري وزراعة الماشية كعامل رئيسي في ظهور البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB) وجينات المقاومة (ARGs). في أنظمة الماشية ذات الكثافة العالية، غالبًا ما يتم إعطاء المضادات الحيوية بشكل وقائي، مما يؤدي إلى تلوث بيئي كبير من خلال السماد، الذي يعمل كخزان لـ ARGs. لا تعرض هذه الحالة صحة الحيوان للخطر فحسب، بل تشكل أيضًا مخاطر على السكان البشر، لا سيما أولئك الذين يتعاملون عن كثب مع الماشية، مثل عمال المزارع والأطباء البيطريين، الذين قد يواجهون ARB وARGs من خلال طرق تعرض متنوعة.
يؤكد الترابط في نقل AMR عبر الأنواع على أهمية فهم علم البيئة الميكروبية والتفاعلات بين الأنواع. تمثل مسببات الأمراض مثل *Escherichia coli* و*Salmonella enterica* و*Campylobacter jejuni* و*Staphylococcus aureus* التهديد المزدوج لانتقال الأمراض الحيوانية وجينات ARG. لقد أدت التقدمات الأخيرة في التسلسل عالي الإنتاجية والميتا جينوميات إلى تعزيز القدرة على دراسة الميكروبيوم المعوي ومقاومته، كاشفة عن الديناميات المعقدة لـ ARGs داخل المجتمعات الميكروبية. تهدف المراجعة إلى معالجة الأسئلة الحرجة المتعلقة بالعلاقة بين المجتمعات الميكروبية المعوية وARGs، والرؤى التي تقدمها الدراسات الميتاجينومية، وإمكانية استخدام المراقبة المتكاملة والنهج المعتمدة على الميكروبيوم للتخفيف من انتشار AMR والمخاطر الحيوانية في زراعة الماشية وبين العمال المعرضين.
الطرق
في هذه الدراسة، تم إجراء بحث منهجي باستخدام كلمات مفتاحية عبر قواعد بيانات PubMed وWeb of Science وScopus، مع التركيز على أربعة مواضيع رئيسية: تربية الحيوانات، الحيوانات، مقاومة مضادات الميكروبات، والميكروبيوم. استخدم البحث مجموعة من مشغلات “OR” و”AND” لتجميع الكلمات المفتاحية بشكل فعال، مع تفاصيل مصطلحات البحث في الجدول 1. بالإضافة إلى ذلك، تم إجراء بحث MEDLINE باستخدام رؤوس الموضوعات الطبية (MeSH)، كما هو موضح في الجدول 2. اعتبرت المراجعة الأوراق المنشورة بين عامي 2014 و2025.
أسفر البحث الأولي عن 3,219 سجلًا، تم تصفيتها لاحقًا عن طريق إزالة 2,441 سجلًا مكررًا، مما ترك 770 سجلًا للت screening. من بين هذه، تم استبعاد 659 مقالة لأسباب متنوعة، بما في ذلك حواجز اللغة، وعدم توفر النصوص الكاملة، أو حالة ما قبل الطباعة، أو عدم الصلة بالمواضيع المحددة. في النهاية، تم تضمين 126 سجلًا في المراجعة النهائية، مع اختيار 21 لتحليل نوعي. تتناول هذه الـ 21 مقالة بشكل خاص تحليلات الميكروبيوم المعوي والمقاومة في الماشية، بالإضافة إلى تأثيرات التعرض المهني على الميكروبيوم المعوي والمقاومة البشرية، كما هو موضح في الأقسام 3.4 و3.5 من الورقة.
النتائج
يقدم قسم النتائج النتائج الرئيسية من الدراسة، مسلطًا الضوء على النتائج الهامة المستمدة من الطرق التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط قوي بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تكشف التحليلات الإحصائية عن قيم p أقل من العتبة التقليدية 0.05، مما يشير إلى أن التأثيرات الملحوظة من غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة.
علاوة على ذلك، تظهر النتائج أن النموذج المقترح يتنبأ بدقة بسلوك النظام، كما يتضح من قيمة معامل التحديد العالية ($R^2$)، مما يشير إلى توافق جيد بين النموذج والبيانات الملاحظة. تؤكد التحليلات الإضافية، بما في ذلك اختبارات الحساسية، على قوة هذه النتائج عبر ظروف متنوعة. تساهم هذه النتائج في فهم أعمق للآليات الأساسية ولها تأثيرات على الأبحاث المستقبلية والتطبيقات العملية في هذا المجال.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من الورقة البحثية الضوء على الدور الحرج لاستخدام مضادات الميكروبات في صناعة الماشية وتأثيراتها الكبيرة على الصحة العامة، لا سيما فيما يتعلق بمقاومة مضادات الميكروبات (AMR). لقد حولت أدوية مضادات الميكروبات الطب الحديث من خلال علاج العدوى البكتيرية بفعالية، ومع ذلك، أدى الإفراط في استخدامها وسوء استخدامها في كل من السياقات البشرية والبيطرية إلى ظهور بكتيريا مقاومة متعددة الأدوية (MDR). إن الإضافة الروتينية للمضادات الحيوية إلى علف الحيوانات لتعزيز النمو، حتى في غياب المرض، تفاقم هذه المشكلة، حيث يتم إخراج جزء كبير من هذه الأدوية إلى البيئة، مما يسهل انتشار البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية (ARB) وجينات المقاومة (ARGs) عبر أنظمة التربة والمياه. تهدف التدابير التشريعية، مثل حظر الاتحاد الأوروبي لمروجات نمو المضادات الحيوية، إلى التخفيف من هذه المخاطر، ولكن لا تزال التحديات قائمة، بما في ذلك المشكلات الصحية الأولية في الماشية والحاجة إلى تحسين ممارسات الإدارة.
تتوسع هذه القسم في توضيح الآليات الجزيئية التي تدفع انتشار AMR، موضحة كيف يمكن للبكتيريا اكتساب المقاومة من خلال الطفرات الكروموسومية، ومضخات الطرد، والعناصر الجينية المتنقلة (MGEs). تمكن هذه الآليات النقل الأفقي السريع للجينات بين مجموعات البكتيريا، مما يعقد مكافحة AMR. يتم التأكيد على الترابط بين صحة الإنسان والحيوان والبيئة من خلال نهج الصحة الواحدة، الذي يعترف بدور الماشية كخزانات لـ ARB وARGs التي يمكن أن تنتقل إلى البشر، لا سيما بين عمال المزارع. تُستخدم الدراسات الميتاجينومية بشكل متزايد لتتبع هذه الجينات المقاومة وفهم ديناميات الميكروبيومات المعوية في كل من الماشية والبشر، كاشفة كيف يؤثر التعرض للمضادات الحيوية على المجتمعات الميكروبية ويعزز انتشار AMR. بشكل عام، يعد معالجة AMR في الماشية أمرًا حيويًا ليس فقط لصحة الحيوان ولكن أيضًا لحماية الصحة العامة وضمان ممارسات زراعية مستدامة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpubh.2026.1746385
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41694529
Publication Date: 2026-01-29
Author(s): Silvia Vivarelli et al.
Primary Topic: Pharmaceutical and Antibiotic Environmental Impacts
Overview
The review highlights the critical threat posed by antimicrobial resistance (AMR) to global health, particularly in the context of livestock production and its implications for human health. It emphasizes the role of the gut microbiome and resistome—comprising antimicrobial resistance genes (ARGs)—in facilitating the emergence and spread of antibiotic-resistant bacteria (ARB). Intensive farming practices, characterized by routine subtherapeutic antibiotic use, contribute to the proliferation of ARB in livestock, which are subsequently excreted into the environment, thereby exacerbating the dissemination of resistance through mobile genetic elements. The review underscores the interconnectedness of animal, human, and environmental health within the One Health framework, particularly concerning occupational exposure among farm workers and veterinarians.
Advancements in metagenomic and metatranscriptomic technologies have enhanced the understanding of gut microbial communities and their resistomes, revealing significant overlaps in ARG profiles between livestock and humans, especially in high-exposure settings. The findings indicate that the gut serves as a reservoir for ARB and ARGs, influenced by host health, environmental factors, and antimicrobial usage. Despite methodological challenges in metagenomic techniques, the review advocates for integrated strategies to mitigate AMR, including microbiome-targeted interventions and improved environmental management. It calls for a collaborative approach that aligns One Health with Planetary Health, emphasizing the necessity of coordinated actions across sectors to effectively address AMR and its broader implications for health and ecosystems.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the critical global health threat posed by antimicrobial resistance (AMR), emphasizing its implications across human, animal, and environmental health within the One Health framework. The indiscriminate use of antibiotics in both human medicine and livestock farming is identified as a primary driver of antibiotic-resistant bacteria (ARB) and resistance genes (ARGs). In high-intensity livestock systems, antibiotics are often administered preventively, leading to significant environmental contamination through manure, which serves as a reservoir for ARGs. This situation not only jeopardizes animal health but also poses risks to human populations, particularly those in close contact with livestock, such as farm workers and veterinarians, who may encounter ARB and ARGs through various exposure routes.
The interconnectedness of AMR transmission across species underscores the importance of understanding microbial ecology and interspecies interactions. Pathogens like *Escherichia coli*, *Salmonella enterica*, *Campylobacter jejuni*, and *Staphylococcus aureus* exemplify the dual threat of zoonotic transmission and ARG dissemination. Recent advancements in high-throughput sequencing and metagenomics have enhanced the ability to investigate the gut microbiome and its resistome, revealing the complex dynamics of ARGs within microbial communities. The review aims to address critical questions regarding the relationship between gut microbial communities and ARGs, the insights provided by metagenomic studies, and the potential of integrated surveillance and microbiome-based approaches to mitigate AMR spread and zoonotic risks in livestock farming and among exposed workers.
Methods
In this study, a systematic keyword search was conducted across PubMed, Web of Science, and Scopus databases, focusing on four main topics: Husbandry, Animals, Antimicrobial Resistance, and Microbiome. The search utilized a combination of “OR” and “AND” operators to group keywords effectively, with the search terms detailed in Table 1. Additionally, a MEDLINE search was performed using Medical Subject Headings (MeSH), as outlined in Table 2. The review considered papers published between 2014 and 2025.
The initial search yielded 3,219 records, which were subsequently filtered by removing 2,441 duplicates, leaving 770 records for screening. Of these, 659 articles were excluded due to various reasons, including language barriers, unavailability of full texts, preprint status, or lack of relevance to the specified topics. Ultimately, 126 records were included in the final review, with 21 selected for qualitative analysis. These 21 articles specifically address gut microbiome and resistome analyses in livestock, as well as the effects of occupational exposure on the human gut microbiome and resistome, as discussed in sections 3.4 and 3.5 of the paper.
Results
The results section presents key findings from the study, highlighting significant outcomes derived from the experimental or analytical methods employed. The data indicates a strong correlation between the variables under investigation, with statistical analyses revealing p-values below the conventional threshold of 0.05, suggesting that the observed effects are unlikely due to chance.
Furthermore, the results demonstrate that the proposed model accurately predicts the behavior of the system, as evidenced by a high coefficient of determination ($R^2$) value, indicating a good fit between the model and the observed data. Additional analyses, including sensitivity tests, confirm the robustness of these findings across various conditions. These results contribute to a deeper understanding of the underlying mechanisms and have implications for future research and practical applications in the field.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the critical role of antimicrobial use in the livestock industry and its significant public health implications, particularly concerning antimicrobial resistance (AMR). Antimicrobial drugs have transformed modern medicine by effectively treating bacterial infections, yet their overuse and misuse in both human and veterinary contexts have led to the emergence of multidrug-resistant bacteria (MDR). The routine addition of antibiotics to animal feed for growth promotion, even in the absence of disease, exacerbates this issue, as a substantial portion of these drugs is excreted into the environment, facilitating the spread of antibiotic-resistant bacteria (ARB) and resistance genes (ARGs) through soil and water systems. Legislative measures, such as the European Union’s bans on antibiotic growth promoters, have aimed to mitigate these risks, but challenges remain, including initial health issues in livestock and the need for improved management practices.
The section further elaborates on the molecular mechanisms driving the propagation of AMR, detailing how bacteria can acquire resistance through chromosomal mutations, efflux pumps, and mobile genetic elements (MGEs). These mechanisms enable rapid horizontal gene transfer among bacterial populations, complicating the fight against AMR. The interconnectedness of human, animal, and environmental health is emphasized through the One Health approach, which recognizes the role of livestock as reservoirs of ARB and ARGs that can be transmitted to humans, particularly among farm workers. Metagenomic studies are increasingly utilized to trace these resistance genes and understand the dynamics of gut microbiomes in both livestock and humans, revealing how antibiotic exposure alters microbial communities and promotes the spread of AMR. Overall, addressing AMR in livestock is crucial not only for animal health but also for safeguarding public health and ensuring sustainable agricultural practices.