2.4.3.1 Biociders Rolle I Amr-Oppkjøp Og Spredning
Biocider, som kan defineres som aktive stoffer og preparater som inneholder en eller flere aktive forbindelser som er ment å inaktivere eller utøve en kontrollerende effekt på skadelige mikroorganismer, brukes mye til vedlikehold av de nødvendige hygienenivåene på gårder, slakterier og matbehandlingslokaler . På gårder brukes de til rengjøring og desinfeksjon av områder knyttet til husdyr, inkludert gårdsbygninger, beddings, utstyr, støvelbad og transportkjøretøy, blant annet. I tillegg brukes en rekke biocider vanligvis i slakterier og matproduksjon og prosessområder for desinfeksjon av utstyr og overflater for å kontrollere kolonisering av potensielt farlige mikroorganismer. Some of the most widely used biocides are alcohols, aldehydes, chlorine, and chlorine- releasing agents (sodium hypochlorite, chlorhexidine), iodine, peroxygen compounds (hydrogen peroxide, peracetic acid), phenolic type compounds, quaternary ammonium compounds (benzalkonium chloride), bases (sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate), and acids (mineral and organic acids).
Biocider er generelt ansatt på gårder, slakterier og næringsmiddelindustri ved konsentrasjoner godt over de minimale hemmende konsentrasjonene (MIC) av alle viktige målmikroorganismer og bør derfor kunne garantere mikrobiell inaktivering og unngå utvikling av biocidresistens. Imidlertid forekommer suboptimale biocidkonsentrasjoner i utvalgte nisjer (f. eks. under gjenstander eller i sprekker og sprekker og andre havneplasser) eller som følge av feil bruk. Tilstedeværelse av organisk materiale (kjent for å inaktivere noen biocider som klorerte forbindelser) kan redusere deres effekt, mens feilaktig formulering, upassende lagring av formuleringer og utilstrekkelig distribusjon av forbindelsen på overflater og utstyr kan føre til en reduksjon i aktiv biocidkonsentrasjon på enkelte steder i lokaler . Nisjer med lave biocidkonsentrasjoner kan også forekomme ved skylling av ofte rengjorte og desinfiserte områder eller ved påføring av biocid på våte overflater, med påfølgende fortynning av forbindelsen til konsentrasjoner som kan være subletale for mikroorganismer. I tillegg kan avløpsrør gi permanent kontakt med mikroorganismer med lave konsentrasjoner av biocider. For eksempel har sub-dødelige konsentrasjoner av representative kvaternære ammoniumforbindelser som dialkyldimetylammoniumforbindelser og benzalkoniumklorider blitt identifisert i elvsediment (26 og 1.5 ppm, henholdsvis) og avløpsvann fra sykehus (1,5–4 ppm). Det samme er sannsynlig å være sant for avløpsvann fra gårder, slakterier og matforedlingsanlegg. Derfor er mikrobielle samfunn som koloniserer miljøer innen gårder, slakterier og matproduksjonsanlegg (inkludert matkontaktmiljøer) utsatt for subinhibitoriske biocidkonsentrasjoner, og dette kan ha innvirkning på mikrobiell økologi og mattrygghet.
Seleksjon av biocidresistente mikroorganismer ved eksponering for suboptimale biocidkonsentrasjoner ble beskrevet for enkelte biocidforbindelser og mikrobielle arter (F. eks. li. monocytogenes-kvaternære ammoniumforbindelser, natriumhypokloritt; Salmonella Typhimurium-triclosan; E. coli-trisodiumfosfat, natriumnitritt, natriumhypoklorid) . Resistens mot biocider representerer et potensielt stort folkehelseproblem, da det kan bidra til økt utholdenhet av patogene og ødeleggende mikroorganismer i næringskjeden. Bakteriell utholdenhet, som kan defineres som overlevelse i lengre perioder på et bestemt sted, er en stor bekymring for næringsmiddelindustrien, siden det kan føre til gjentatt forurensning av mat med ødeleggelse eller patogene mikroorganismer, og dermed alvorlig påvirker forbrukernes helse og forårsaker store økonomiske tap for næringsmiddelforetak. Et godt eksempel på sammenheng Mellom persistens og biocidresistens er Tilfelle Av li. monocytogenes 6179 stamme. Listeria monocytogenes 6179 er en serotype 1/2a stamme, isolert Ved Teagasc Food Research Centre (Irland) fra bestemte miljøer på et ostbehandlingsanlegg gjentatte ganger over en periode på 12 år . Sekvenseringen Av li. monocytogenes 6179-genomet tillot identifisering av en ny transposon, Tn6188, som besto av tre påfølgende transposasegener (tnpABC), et qacH-gen som koder for en LITEN multidrug resistensproteinfamilie (SMR) transporter ansvarlig for eksport av kvaternære ammoniumforbindelser, og en antatt tetR-familie transkripsjonell regulator oppstrøms for transportøren . Undersøkelser viste også at eksponering for benzalkoniumklorid (BAC) forårsaket en økning i qach-ekspresjon, og at en qach-delesjonsmutantstamme hadde lavere bac-toleranse enn villtype-stammen. Nylige studier utført også I Irland har identifisert ulike vedvarende stammer som ikke skiller Seg fra Li. monocytogenes 6179 ved pulserende felt gelelektroforese analyse som ble gjentatt isolert fra miljøer og mat av fem forskjellige sjømatindustrier i løpet av 2013 og 2014. Alle disse stammer næret Tn6188 transposon og hadde betydelig høyere MIC mot BAC enn andre stammer isolert i løpet av samme tidsramme og mangler Tn6188 transposon . Bakterielle isolater som disse, som bærer biocidresistensdeterminanter, vedvarer i industrielle omgivelser i lange perioder og er en sannsynlig kilde til matforurensningshendelser.
mistanke om at eksponering for suboptimale konsentrasjoner av biocider kan velge for økt resistens mot klinisk relevante antibiotika, har også nylig oppstått. Noen studier utført i det siste tiåret som sammenlignet biocid og antibiotikaresistens av samlinger av stammer fra store matbårne patogener viste en sammenheng mellom resistens mot begge midler . Dessverre begrenset de små datasettene som ble brukt og mangelen på hensiktsmessige statistiske analyser funnene av disse studiene. Mer nylig, Coelho et al. gjennomført en elegant studie ved hjelp av maskinlæringsmetoder for å analysere antibiotika og biocidfølsomhet av den største samlingen av isolater som hittil er testet for dette formålet (1632 isolater), i dette tilfellet Fra st. aureus. They described that reduced susceptibility to two biocides, clorhexidine and BAC, which belong to different structural families, was associated with resistance to several antibiotics (amoxicillin/clavulanate, cefuroxime, cefaclor, cefpodoxime, clindamycin, erythromycin, clarithromycin, azithromycin, telithromycin, ciprofloxacin, levofloxacin, gatifloxacin, and moxifloxacin). Other authors isolated stable mutant strains with increased resistance to one or several antibiotics after exposure to sublethal biocide concentrations. For instance, Langsrud et al. rapportert at seriell dyrking av To e. coli-stammer i nærvær av subinhibitoriske konsentrasjoner AV BAC resulterte i økt resistens mot forskjellige antibiotika (ampicillin, penicillin G, norfloxacin, nalidixinsyre, kanamycin, gentamicin, kloramfenikol, tetracyklin og erytromycin), MED MIC–verdier 1,5-20 ganger høyere enn de som ble observert for kontrollkulturer. Randall et al. beskrevet at eksponering for et aldehydbasert desinfeksjonsmiddel ga opphav Til S. Typhimurium mutanter med redusert følsomhet for ciprofloxacin i forskjellige bakteriestammer. Karatzas et al. , etter utvidet behandling Av S. Typhimurium med tre brukte farm desinfeksjonsmidler (en blanding av oksiderende forbindelser, en kvartær ammonium desinfeksjonsmiddel som inneholder formaldehyd og glutaraldehyd, og et biocid sammensatt av organiske syrer og tensider), oppnådd en stabil individuell variant fra hver behandling som viste redusert mottakelighet for en rekke antibiotika(ciprofloxacin, kloramfenikol, tetracyklin, og ampicillin). Whitehead et al. isolert to mutanter Av S. Typhimurium etter en enkelt eksponering for brukskonsentrasjoner av to biocider (en blanding av aldehyder og kvaternære ammoniumforbindelser og en halogenert tertiær aminforbindelse) som hadde en bred redusert følsomhet for nalidixinsyre, kloramfenikol, tetracyklin og ciprofloksacin. Webber et al. viste at fire forskjellige biocider (en blanding av aldehyder og kvaternære ammoniumforbindelser, en kvaternær ammoniumforbindelse, en oksidativ forbindelse og en halogenert tertiær aminforbindelse) valgte s. Typhimurium multidrugsresistente mutanter med redusert antibiotikaresistens.
det er ikke fullt ut kjent hvordan eksponering for biocidforbindelser velger for økt resistens mot antibiotika, men to mekanismer er postulert, kryssresistens og coresistance. Siden visse biocider og antibiotika deler de samme cellulære målene, er det sannsynlig at noen biocidresistensdeterminanter og fordelaktige mutasjoner som fører til økt biocidresistens, også kan være ansvarlige for oppkjøpet av antibiotikaresistens i mikrobielle populasjoner. For eksempel kan noen multidrug efflux pumper, som har mer enn ett substrat som kan være kjemisk relatert til hverandre, gi samtidig resistens mot antibiotika og biocider når de er overuttrykt . Dette kalles kryssresistens. I tillegg, selv for de biocider som ikke deler et mål med antibiotika, kan redusert følsomhet for antibiotika skyldes horisontal overføring av forskjellige resistensdeterminanter (antibiotikaresistensdeterminanter og biocidresistensdeterminanter) forbundet sammen på vanlige genetiske elementer som plasmider, fager, integroner eller transposoner, som kan spre seg til andre stammer, arter eller slekter . Dette er kjent som coresistance. Et eksempel på dette fenomenet er klasse 1-integroner, som er kjent for å inneholde et bredt spekter av genkassetter, inkludert noen kodende resistens mot forskjellige antibiotika og kvaternære ammoniumforbindelser. Faktisk har eksistensen av miljøreservoarer av klasse 1 integroner vært kjent i noen tid, og klasse 1 integron-integrase genet intI1 har nylig blitt foreslått som en biomarkør av selektivt trykk pålagt av menneskeskapt forurensning . Mikroorganismer (inkludert ikke-patogene og ikke-dyrkbare) tilstede i mat og matrelaterte miljøer kan spille en viktig rolle i kjernevirksomheten. Faktisk er de gode reservoarer av antimikrobiell resistens (AMR) gener og kan være tilretteleggere FOR amr-genformidling i ulike miljøøkosystemer, inkludert matøkosystemer .