DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1542472
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40497057
تاريخ النشر: 2025-05-27
المؤلف: Mohamed Mediouni وآخرون
الموضوع الرئيسي: استخدام المضادات الحيوية والمقاومة
نظرة عامة
يوفر قسم ورقة البحث مراجعة منهجية لمقاومة المضادات الحيوية (AMR) في الحيوانات المنتجة للغذاء عبر أمريكا الشمالية، مع تسليط الضوء على المساهمة الكبيرة للماشية في انتشار AMR. تحدد الدراسة أن AMR يمكن أن يكون داخليًا أو مكتسبًا من خلال التعديل الجيني أو نقل الجينات الأفقي. أسفرت عملية بحث شاملة في قواعد بيانات مثل Google Scholar وPubMed وغيرها عن إجمالي المقالات التي استوفت معايير الإدراج، كاشفة عن معدلات AMR متفاوتة بين أنواع الحيوانات المختلفة وفئات المضادات الحيوية. ومن الجدير بالذكر أن الخنازير أظهرت أعلى متوسط لمعدلات AMR (X%)، تليها الماشية (Y%) والدواجن (Z%). كانت فئات المضادات الحيوية الأكثر ارتباطًا بمعدلات AMR العالية هي السيفالوسبورينات، والبنسيلينات، والتتراسيكلينات، بينما أظهرت السلفوناميدات والكينولونات معدلات أقل.
تشير النتائج إلى أن المكسيك لديها أعلى نسبة متوسطة من AMR (A%)، تليها كندا (B%) والولايات المتحدة (C%)، على الأرجح بسبب استراتيجيات التحكم في AMR المختلفة المتبعة. تؤكد المراجعة على الحاجة الملحة لاستراتيجيات وتنظيمات محسنة للحد من انتشار AMR في أمريكا الشمالية. وتخلص إلى أن معدلات AMR العالية في الماشية تشكل خطرًا على انتقالها إلى البشر، مما يستلزم جهودًا منسقة بين المزارعين والأطباء البيطريين. بينما لا توصي الدراسة بفرض قيود محددة على استخدام المضادات الحيوية، فإنها تهدف إلى قياس ومقارنة معدلات AMR، مما يوفر أساسًا لتطوير السياسات لمكافحة هذه القضية العالمية الملحة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على الطلب المتزايد عالميًا على اللحوم، مما زاد من ممارسات تربية الماشية وزيادة استخدام الأدوية المضادة للميكروبات في علف الحيوانات. بينما أدت تطبيقات المضادات الميكروبية إلى تحسين كبير في صحة الحيوانات وسلامة الغذاء، فقد أدت أيضًا إلى الارتفاع المقلق لمقاومة المضادات الحيوية (AMR)، مما يشكل تهديدات خطيرة لصحة الإنسان والحيوان. تشير الورقة إلى أن حوالي 700,000 حالة وفاة سنويًا تُعزى إلى سوء استخدام المضادات الحيوية، مع توقعات تشير إلى أن هذا الرقم قد يرتفع إلى 10 ملايين بحلول عام 2050. إن انتقال AMR من الحيوانات إلى البشر، لا سيما من خلال إنتاج الغذاء، موثق جيدًا، خاصة فيما يتعلق بالعوامل الممرضة المقاومة للكينولونات، مثل *Campylobacter spp.* و*Salmonella spp.*
استجابةً لأزمة AMR، نفذت دول أمريكا الشمالية سياسات مختلفة لتقييد استخدام المضادات الحيوية. على سبيل المثال، أصدرت الحكومة الكندية تنظيمات صارمة بشأن استخدام المضادات الميكروبية، بما في ذلك حظر استيراد وتصنيع هذه الأدوية. وقد ظهرت مبادرات مماثلة في الولايات المتحدة والمكسيك، تركز على المراقبة والتنظيم للحد من AMR. تؤكد الورقة على الحاجة إلى تحليل شامل لتحديد اتجاهات AMR عبر كندا والمكسيك والولايات المتحدة، بينما تناقش أيضًا المسارات المعقدة التي تنتشر من خلالها البكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية بين الحيوانات والبشر والبيئة. تؤكد المقدمة على ضرورة وجود استراتيجيات شاملة لمكافحة AMR، نظرًا لتداعياتها الكبيرة على الصحة العامة وسلامة الغذاء.
الطرق
في هذا القسم، يحدد المؤلفون نهجهم المنهجي للتحقيق في مقاومة المضادات الحيوية (AMR) في المزارع الأمريكية الشمالية. قاموا بإجراء بحث شامل عبر عدة قواعد بيانات، بما في ذلك Google Scholar وPubMed وEMBASE وMEDLINE وWeb of Science Core Collection ومكتبة كوكران، مع التركيز على المقالات المنشورة باللغة الإنجليزية من 2015 إلى 2024. استخدم البحث مجموعة متنوعة من الكلمات الرئيسية المتعلقة بالمضادات الحيوية، والحيوانات الغذائية، والعوامل البيئية، بما في ذلك مصطلحات مثل “مضاد حيوي(ات)”، “حيوان مزرعة”، “ماء”، “تربة”، وأنواع حيوانات محددة مثل “ماشية”، “دواجن”، و”خنزير(خنازير)”.
أعطت معايير الاختيار الأولوية للمقالات ذات الاقتباسات العالية وشملت التواصل المباشر مع المؤلفين، بما في ذلك الطلاب، والأساتذة، والأطباء البيطريين، وعلماء الأوبئة، لتوضيح النتائج. تستهدف الدراسة بشكل خاص أكبر ثلاث دول في أمريكا الشمالية – كندا، المكسيك، والولايات المتحدة – دون فرض قيود على الأنواع البكتيرية التي تم فحصها. يتم تقديم مخطط انسيابي يوضح عملية البحث والاختيار في الشكل 1، والذي يوضح النهج المنهجي المتبع لجمع الأدبيات ذات الصلة حول AMR في سياق الحيوانات المنتجة للغذاء.
النتائج
حللت الدراسة إجمالي 580 مقالة تركز على مقاومة المضادات الحيوية (AMR) عبر المزارع الأمريكية الشمالية، مع تركيز كبير على أنواع العينات والأساليب التحليلية. ومن الجدير بالذكر أن 34% من الدراسات استخدمت عينات براز أو بول، بينما استخدم 92% التحليلات المخبرية للكشف عن AMR. سلطت النتائج الضوء على حالات AMR النموذجية في كندا والولايات المتحدة والمكسيك، المستمدة من 67 مقالة قدمت تقديرات عددية. كانت معدلات AMR المتوسطة للماشية هي الأدنى في الولايات المتحدة (35.67%)، تليها كندا (49.60%) والمكسيك (64.45%). في تربية الخنازير، أظهرت كندا أعلى معدل AMR (67.86%)، بينما كانت للدواجن أدنى معدل في كندا (25.31%).
أظهرت التحليلات أن معدلات AMR المتوسطة كانت الأعلى للخنازير (60.63%)، تليها الماشية (48.94%) والدواجن (28.43%). كانت فئات المضادات الحيوية ذات أعلى معدلات المقاومة تشمل السيفالوسبورينات (65.86%)، والبنسيلينات (61.32%)، والتتراسيكلينات (58.82%)، بينما أظهرت السلفوناميدات والكينولونات معدلات مقاومة أقل (21.59% و28.07% على التوالي). كما لاحظت الدراسة وجود تباينات كبيرة في معدلات AMR على مر الزمن، مع انخفاض من 57.5% في 2015-2016 إلى 39.25% في 2019-2020، تلاه زيادة إلى 52% في 2023-2024. أظهرت التحليلات المكانية أن المكسيك لديها أعلى نسبة متوسطة من AMR (57.46%)، تليها كندا (45.22%) والولايات المتحدة (42.25%)، مما يشير إلى أن تدابير السيطرة على AMR في كندا والولايات المتحدة قد تكون أكثر فعالية من تلك الموجودة في المكسيك.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة في ورقة البحث الضوء على الطبيعة المزدوجة لاستخدام المضادات الحيوية في الماشية، مع التأكيد على فوائدها العلاجية والمخاطر الكبيرة المرتبطة بمقاومة المضادات الحيوية (AMR). إن الاستخدام المفرط للمضادات الحيوية في الحيوانات المنتجة للغذاء، مثل الماشية والدواجن والخنازير، لا يؤدي فقط إلى تطوير سلالات بكتيرية مقاومة، بل يسهل أيضًا انتقال هذه العوامل الممرضة المقاومة إلى البشر من خلال سلسلة الغذاء. تثير هذه الظاهرة مخاوف صحية عامة، كما يتضح من الدراسات التي تشير إلى وجود بكتيريا مقاومة للمضادات الحيوية في مختلف المنتجات الحيوانية والبيئات.
تؤكد الورقة على تعقيد انتقال AMR، مشيرة إلى أن المقاومة يمكن أن تنتشر من الحيوانات إلى البشر والعكس صحيح، مع وجود أبحاث محدودة في الاتجاه الأخير. كما تناقش الآثار البيئية لـ AMR، لا سيما من خلال تلوث التربة ومصادر المياه عبر السماد والمياه العادمة. يدعو المؤلفون إلى اتباع نهج الصحة الواحدة، الذي يدمج استراتيجيات صحة الإنسان والحيوان والبيئة لمكافحة AMR بشكل فعال. يشمل ذلك تعزيز الاستخدام المسؤول للمضادات الحيوية، وتنفيذ تدابير تنظيمية، وتعزيز التعاون العالمي للحد من المخاطر المرتبطة بـ AMR. تختتم المناقشة بالدعوة إلى مزيد من الدراسات الشاملة لإبلاغ قرارات السياسة وتقليل الاستخدام غير الضروري للمضادات الحيوية في الماشية، مستندة إلى أمثلة ناجحة من دول مثل الدنمارك وهولندا.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1542472
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40497057
Publication Date: 2025-05-27
Author(s): Mohamed Mediouni et al.
Primary Topic: Antibiotic Use and Resistance
Overview
The research paper section provides a systematic review of antimicrobial resistance (AMR) in food-producing animals across North America, highlighting the significant contribution of livestock to the spread of AMR. The study identifies that AMR can be intrinsic or acquired through genetic modification or horizontal gene transfer. A comprehensive search of databases such as Google Scholar, PubMed, and others yielded a total of articles that met the inclusion criteria, revealing varying AMR rates among different animal species and antibiotic classes. Notably, pigs exhibited the highest average AMR rates (X%), followed by cattle (Y%) and poultry (Z%). The antibiotic classes most associated with high AMR rates were Cephalosporins, Penicillins, and Tetracyclines, while Sulfonamides and Quinolones showed lower rates.
The findings indicate that Mexico has the highest average AMR percentage (A%), followed by Canada (B%) and the USA (C%), likely due to differing AMR control strategies in place. The review emphasizes the urgent need for improved strategies and regulations to mitigate AMR spread in North America. It concludes that the high AMR rates in livestock pose a risk of transmission to humans, necessitating coordinated efforts among farmers and veterinarians. While the study does not recommend specific restrictions on antibiotic use, it aims to quantify and compare AMR rates, providing a foundation for developing policies to combat this pressing global issue.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the escalating global demand for meat, which has intensified livestock breeding practices and increased the use of antimicrobial drugs in animal feed. While the application of antimicrobials has significantly improved animal health and food safety, it has also led to the alarming rise of antimicrobial resistance (AMR), posing serious threats to both human and animal health. The paper cites that approximately 700,000 deaths annually are attributed to antimicrobial misuse, with projections suggesting this could rise to 10 million by 2050. The transmission of AMR from animals to humans, particularly through food production, is well-documented, especially concerning pathogens resistant to Quinolones, such as *Campylobacter spp.* and *Salmonella spp.*
In response to the AMR crisis, North American countries have implemented various antibiotic restriction policies. The Canadian government, for instance, has enacted strict regulations on antimicrobial use, including a ban on the importation and self-manufacturing of these drugs. Similar initiatives have emerged in the United States and Mexico, focusing on surveillance and regulation to mitigate AMR. The paper emphasizes the need for a meta-analysis to identify AMR trends across Canada, Mexico, and the USA, while also discussing the complex pathways through which antibiotic-resistant bacteria spread between animals, humans, and the environment. The introduction underscores the urgency for comprehensive strategies to combat AMR, given its significant implications for public health and food safety.
Methods
In this section, the authors outline their methodological approach for investigating antimicrobial resistance (AMR) on North American farms. They conducted a comprehensive search across multiple databases, including Google Scholar, PubMed, EMBASE, MEDLINE, Web of Science Core Collection, and the Cochrane Library, focusing on articles published in English from 2015 to 2024. The search utilized a variety of keywords related to antibiotics, food animals, and environmental factors, encompassing terms such as “antibiotic(s)”, “farm animal”, “water”, “soil”, and specific animal types like “cattle”, “poultry”, and “pig(s)”.
The selection criteria prioritized highly cited articles and included direct communication with authors, including students, professors, veterinarians, and epidemiologists, to clarify findings. The study specifically targets the three largest countries in North America—Canada, Mexico, and the USA—without imposing restrictions on the bacterial species examined. A flowchart illustrating the search and selection process is provided in Figure 1, which details the systematic approach taken to compile relevant literature on AMR in the context of food-producing animals.
Results
The study analyzed a total of 580 articles focusing on antimicrobial resistance (AMR) across North American farms, with a significant emphasis on sample types and analytical approaches. Notably, 34% of the studies utilized fecal or urine samples, while 92% employed laboratory analyses to detect AMR. The findings highlighted typical AMR cases in Canada, the USA, and Mexico, derived from 67 articles that provided numerical estimates. The average AMR rates for cattle were lowest in the USA (35.67%), followed by Canada (49.60%) and Mexico (64.45%). In pig farming, Canada exhibited the highest AMR rate (67.86%), while for poultry, Canada had the lowest (25.31%).
The analysis revealed that the average AMR rates were highest for pigs (60.63%), followed by cattle (48.94%) and poultry (28.43%). The antibiotic classes with the highest resistance rates included Cephalosporins (65.86%), Penicillins (61.32%), and Tetracyclines (58.82%), whereas Sulfonamides and Quinolones showed lower resistance rates (21.59% and 28.07%, respectively). The study also noted significant variations in AMR rates over time, with a decrease from 57.5% in 2015-2016 to 39.25% in 2019-2020, followed by an increase to 52% in 2023-2024. Spatial analysis indicated that Mexico had the highest average AMR percentage (57.46%), followed by Canada (45.22%) and the USA (42.25%), suggesting that AMR control measures in Canada and the USA may be more effective than those in Mexico.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the dual nature of antibiotic use in livestock, emphasizing both its therapeutic benefits and the significant risks associated with antimicrobial resistance (AMR). The excessive use of antibiotics in food-producing animals, such as cattle, poultry, and pigs, not only leads to the development of resistant bacterial strains but also facilitates the transfer of these resistant pathogens to humans through the food chain. This phenomenon raises public health concerns, as evidenced by studies indicating the presence of antibiotic-resistant bacteria in various animal products and environments.
The paper underscores the complexity of AMR transmission, noting that resistance can spread from animals to humans and vice versa, with limited research on the latter direction. It also discusses the environmental implications of AMR, particularly through the contamination of soil and water sources via manure and wastewater. The authors advocate for a One Health approach, which integrates human, animal, and environmental health strategies to combat AMR effectively. This includes promoting responsible antibiotic use, implementing regulatory measures, and fostering global collaboration to mitigate the risks associated with AMR. The discussion concludes by calling for more comprehensive studies to inform policy decisions and reduce unnecessary antibiotic use in livestock, drawing on successful examples from countries like Denmark and the Netherlands.