CC BY
52
Для корреспонденции
Шевелева Светлана Анатольевна - доктор медицинских наук, заведующий лабораторией биобезопасности и анализа нутримикробиома ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Адрес: 109240, Российская Федерация, г. Москва, Устьинский проезд, д.2/14 Телефон: (495) 698-53-83 E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-5647-9709
Шевелева С.А., Хотимченко С.А., Минаева Л.П., Смотрина Ю.В.
Минорные количества антибиотиков в пищевых продуктах: в чем риски для потребителей
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр питания, биотехнологии и безопасности пищи, 109240, г. Москва, Российская Федерация
Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, 109240, Moscow, Russian Federation
Проблема загрязнения пищевой продукции остатками антибиотиков не теряет актуальности повсеместно, причем наиболее широкое распространение имеют количества контаминантов на уровне регламентируемых значений. Это вызывает озабоченность специалистов в сфере производства и переработки животноводческой продукции и инициирует их обращения в научные организации гигиенического профиля за разъяснением о потенциальном вреде для здоровья, связанном с потреблением низких доз антибиотиков с пищей. Материал и методы. Проведены анализ и обобщение данных научных источников и официальных документов в сфере оценки рисков для здоровья при потреблении антибиотиков с пищей, с акцентом на эффекты минорных количеств (на уровне субингибиторных значений, лежащих ниже минимальных ингибиру-ющих концентраций).
Результаты и обсуждение. Освещены вопросы прямого и опосредованного воздействия на человека антибиотиков в низких дозах, в том числе формирования резистентности кишечных бактерий и ускорения эволюции микробов, кумуляции в организме, вероятности аллергических реакций, а также сохранности в пищевой продукции при термообработке. Показана роль малых доз антибиотиков как аналогов биологически активных бактериальных метаболитов, которые, не оказывая токсического действия на макроорганизм, служат триггерами изменений в микробных экосистемах человека, животных и объектов среды обитания через механизм регуляции транскрипции у микробов и активизации горизонтального трансфера генов, кодирующих резистентность и соединенные с ней признаки. Подчеркнута негативность непропорционально
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие конфликта интересов.
Для цитирования: Шевелева С.А., Хотимченко С.А., Минаева Л.П., Смотрина Ю.В. Минорные количества антибиотиков в пищевых продуктах: в чем риски для потребителей // Вопросы питания. 2021. Т. 90, № 3. С. 50-57. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-50-57 Статья поступила в редакцию 16.02.2021. Принята в печать 17.05.2021.
Funding. The research has no sponsorship.
Conflicts of Interest. The authors declare no conflict of interest.
For citation: Sheveleva S.A., Khotimchenko S.A., Minaeva L.P., Smotrina Yu.V. Minor antibiotics residues in food: what are the risks for consumers. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2021; 90 (3): 50-7. DOI: https://doi.org/10.33029/0042-8833-2021-90-3-50-57 (in Russian) Received 16.02.2021. Accepted 17.05.2021.
Minor antibiotics residues in food: what are the risks for consumers
Sheveleva S.A., Khotimchenko S.A., Minaeva L.P., Smotrina Yu.V.
широкого применения тетрациклинов в сельском хозяйстве как причины глобализации резистентности трансмиссивного типа, что обосновано данными о способности их субингибиторных доз индуцировать экспрессию самого большого числа механизмов ее формирования и наиболее сильно провоцировать горизонтальный перенос сцепленных генов между микробами. Подтверждена необходимость сохранения действующего в Евразийском экономическом союзе максимально допустимого уровня тетрациклинов (<0,01 мг/кг продукта), находящегося в зоне 0,05-0,1 минимальных ингибирующих концентраций для большинства чувствительных бактерий, безопасных в плане индукции резистентности. Заключение. Адекватное нормирование антибиотиков в пищевой продукции признано мерой управления рисками и прямых, и опосредованных негативных последствий для здоровья человека, так как необходимость обеспечения максимально допустимого уровня требует от производителей строгого соблюдения доз, продолжительности применения и сроков отмены препаратов, снижая вероятность выработки резистентности в желудочно-кишечном тракте животных, а также нагрузку окружающей среды резистентными микробами и их передачу по пищевой цепи. Лежащее в основе нормирования установление микробиологической допустимой суточной дозы должно совершенствоваться путем включения в биологические конечные точки определения селекции корезистентности кишечных бактерий под влиянием нормируемого препарата как маркера индукции горизонтального трансфера генов резистентности. Ключевые слова: антибиотикоустойчивость, тетрациклины, остаточные количества тетрациклинов, безопасность пищевых продуктов, микроорганизмы
The problem of contamination of foodstuffs with antibiotic residues does not lose its relevance everywhere, and the most widespread are the quantities of contaminants at the level of regulated values. This raises the concern of specialists in the field of production and processing of livestock products and initiates their appeal to scientific organizations of the hygienic profile for an explanation of the potential health risks associated with the consumption of low doses of antibiotics with food.
Material and methods. Analysis and synthesis of data from scientific sources and official documents in the field of assessing health risks when consuming antibiotics with food, with an emphasis on the effects of minor amounts [at the level of sub-inhibitory values below minimum inhibitory concentrations has been carried out.
Results and discussion. The issues of direct and indirect human exposure to antibiotics in low doses, including the formation of resistance of intestinal bacteria and the acceleration of the evolution of microbes, accumulation in the organism, the likelihood of allergic reactions, as well as preservation in foodstuffs during heat treatment, have been highlighted. The role of low doses of antibiotics as analogues of biologically active metabolites of bacteria is demonstrated, which, without exerting a toxic effect on the macroorganism, serve as triggers of changes in the microbial ecosystems of humans, animals and habitats through the mechanism of switching on regulation transcription in microbes and activation of horizontal transfer of genes encoding resistance and associated traits. The negativity of the disproportionately wide use of tetracyclines in agriculture, as the cause of the globalization of transferable resistance, has been emphasized, which was justified by the data on the ability of their sub-inhibitory doses to induce the expression of the largest number of mechanisms of its formation and most strongly provoke the horizontal transfer of linked genes between microbes. The need to preserve the current in the EAEU MRL for tetracyclines (<0.01 mg/kgproduct), located in the concentration zone 0.05-0.1 minimum inhibitory concentrations for most sensitive bacteria, safe in terms of resistance induction, has been confirmed. Conclusion. Adequate rationing of antibiotics in food is recognized as a risk management measure for both direct and indirect negative consequences for human health, since the need to ensure MRLs requires manufacturers to strictly adhere to doses, duration of use and withdrawal periods of drugs. This reduce the likelihood of developing resistance in the gastrointestinal tract of animals, the load of the environment by resistant microbes and their transmission along the food chain. The underlying establishment of microbiological acceptable daily intake should be improved by including the selection of intestinal bacteria co-resistance under the influence of a regulated drug, as a marker of the induction of horizontal transfer of resistance genes, in the biological endpoints of determining.
Keywords: antimicrobial resistance, tetracyclines, antibiotic residues, food safety, microbes
Несмотря на строгий контроль использования в ветеринарии антимикробных лекарственных препаратов и принятые животноводческие практики, направленные на предупреждение накопления их остатков в получаемой животной продукции, повсеместно регистрируются систематические находки в ней тех или иных количеств таких препаратов, превышающих установленные нормативы. Наряду с этим широко распространено присутствие антибиотиков в пищевых продуктах в количествах больших, чем пределы обнаружения методов анализа, но не превышающих уровни допустимых значений, что создает своеобразный антимикробный фон. Учитывая способность антибиотиков проявлять биологическую активность в низких дозах, это требует внимания и дальнейшего изу-
чения. Данная ситуация вызывает озабоченность не только специалистов в области гигиены питания, токсикологии, но и производителей и переработчиков животноводческой продукции, инициирует их обращения в научные и контролирующие организации за разъяснениями о возможных рисках для здоровья человека при потреблении с пищей антибиотиков в количествах, равных или незначительно превышающих значения установленных для них максимально допустимых уровней (МДУ), в том числе об особенностях их нормирования.
В данной работе представлены ответы на наиболее актуальные вопросы по проблеме содержания и регламентации минорных количеств антибиотиков в пищевых продуктах.
О влиянии на организм минорных доз антибиотиков в пищевой продукции с позиций прямого воздействия
Эффекты антибиотиков на организм человека могут быть прямыми и непрямыми. Прямые заключаются в непосредственном влиянии этих веществ на органы-мишени или ассоциированную с макроорганизмом ми-кробиоту, а непрямые происходят в результате воздействия факторов окружающей среды, которые изменяются при ее загрязнении антибиотиками. Как известно, остатки антибиотиков в продуктах животноводства составляют минорные (тысячные, сотые, десятые) доли мг/кг, которые не способны вызывать явные признаки отрицательных последствий для организма, наподобие тех, которые могут быть обусловлены введением терапевтических доз: аллергические и токсические реакции, нарушение баланса кишечной флоры и угнетение ее защитных представителей, формирование резистентности у симбионтных кишечных бактерий. Причем терапевтические дозы антибиотиков несопоставимо превышают устанавливаемые МДУ их остатков в пище - в десятки тысяч раз и более [1-3].
Рассматривая вопрос о прямых негативных последствиях употребления продуктов, в которых содержание антибиотиков превышает или находится на уровне МДУ, важно обратиться к сути процесса нормирования. Значения МДУ обосновываются в несколько этапов: в токсиколого-гигиенических исследованиях устанавливается максимальная недействующая на наиболее чувствительный орган, систему организма или ассоциированную с ним микробиоту доза антибиотика (NOAEL), далее с учетом коэффициента запаса (1-2 1од-порядка от NOAEL) рассчитывается его допустимая суточная доза (ДСД), которая может поступать с пищей на протяжении всей жизни человека, не причиняя вреда [4]. Фактор запаса (безопасности) является обязательным, поскольку позволяет учитывать вероятность неявных, не регистрируемых современными методами анализа отрицательных эффектов малых доз антибиотиков на организм при хроническом воздействии. МДУ, в свою очередь, устанавливается при оценке нагрузки человека (экспозиции) данным загрязнителем со всеми видами потребляемой пищи (экспозиция не должна выходить за пределы ДСД даже в случае максимального потребления тех или иных продуктов). Для некоторых противо-микробных препаратов (хлорамфеникол, нитрофураны, нитроимидазолы) расчет ДСД оказался невозможным из-за отсутствия четкой зависимости между размером дозы и характерным для них отрицательным эффектом (токсичность для кроветворения, мутагенность), в связи с чем их применение в животноводстве стран - членов Всемирной торговой организации запрещено. Эти подходы свидетельствуют о том, что количества антибиотиков на уровне установленных МДУ, и даже превышающие их в диапазоне коэффициента безопасности, не могут обусловить риск прямого негативного воздействия на организм, в том числе на его микробиоту.
В Российской Федерации и Евразийском экономическом союзе (ЕАЭС) порядок обоснования МДУ антибиотиков в пище гармонизирован с подходом Объединенного комитета экспертов Продовольственной и сельскохозяйственной организации/Всемирной организации здравоохранения (ФАО/ВОЗ) по пищевым добавкам и загрязнителям ^ЕСРА) и включен в ряд методических документов, утвержденных на национальном и евразийском уровне: МУ 1.2.2961-11 «Научное обоснование допустимых уровней содержания контаминантов химической природы и пищевых добавок в пищевых продуктах», МУ 2.3.7.2519-09 «Определение экспозиции и оценка риска воздействия химических контаминан-тов пищевых продуктов на население», «Методология оценки рисков здоровью населения при воздействии химических, физических и биологических факторов для определения показателей безопасности продукции (товаров)», Евразийская экономическая комиссия (2014), «Методические указания по установлению и обоснованию гигиенических нормативов содержания химических примесей, биологических агентов в пищевой продукции по критериям риска для здоровья человека», Евразийская экономическая комиссия (2020). Внедрено в практику около 200 нормативов на остатки антимикробных препаратов в 6 группах животной продукции. Большая часть гармонизирована с МДУ Комиссии Кодекс Алиментариус и законодательства Европейского союза (ЕС). Но ряд величин обоснован на национальном уровне с учетом проведенной оценки рисков для здоровья (тетрациклины) или в связи с еще продолжающимся применением в отечественной ветеринарной практике средств, запрещенных ВТО у продуктивных животных (хлорамфеникол, нитрофураны, нитроимидазолы) [5]. В санитарном законодательстве РФ и ЕАЭС для таких препаратов МДУ установлены на уровнях чувствительности методов определения, что соответствует контролю соблюдения запрета в странах ВТО до введения аналогичного запрета в сельском хозяйстве РФ и ЕАЭС.
Принимая во внимание принятые факторы запаса при нормировании и дискретный характер возможной контаминации пищевой продукции остаточными количествами антибиотиков, выявление остатков, эквивалентных или близких к значениям МДУ, свидетельствует не об опасности данной продукции как таковой для потребителя при однократном и при длительном потреблении, а о нарушениях правил применения противомикробных препаратов в процессе откорма и получения сырья от продуктивных животных, в том числе о неэффективном производственном контроле в первичном звене. Несоответствие нормативу служит основанием для принятия мер по устранению нарушений во всех звеньях продвижения сырья на переработку конкретным поставщиком.
Таким образом, потенциальные риски прямого вреда для здоровья потребителей, в том числе селекция резистентных кишечных бактерий, токсические и аллергические реакции, при употреблении пищевых продуктов, содержащих остаточные количества антибиотиков, эквивалентные установленным МДУ, маловероятны.
О непрямых последствиях для здоровья контаминации антибиотиками пищевой продукции
В отличие от других химических загрязнителей пищи антибиотики могут обусловливать отрицательные эффекты опосредованного характера, что напрямую связано с их природой. Являясь биологически активными метаболитами микроорганизмов, антибиотики в больших дозах угнетают или разрушают другие микроорганизмы, а в малых (субингибиторных), наоборот, стимулируют их генный аппарат. При этом в микробных клетках активизируется перенос генетической информации с ДНК на РНК, а также обмен генами, в первую очередь кодирующими антибиотикорезистентность. Данный процесс сопровождается структурными перестройками в геномах за счет привнесения факторов, сцепленных с резистентностью (в том числе патогенно-сти, токсинообразования и др.) [6-8].
Биосинтетические противомикробные вещества, являясь аналогами природных соединений, также обусловливают выработку резистентности и изменчивости (эволюции) свойств у микроорганизмов в населенных ими объектах (кишечник человека и животных, сточные воды больниц, животноводческих ферм, навоз, биоотстойники, почва, ферментированные продукты). Массивный антропогенный вброс в природу этих веществ ускоряет процессы эволюции несоизмеримо с их естественным протеканием. В итоге возникающих рекомбинаций формируются штаммы с измененными свойствами, чей генотип наряду с резистентностью (часто множественной) содержит новые метаболические и вирулентные признаки. Именно так сформировался шига-токсинпродуцирующий серотип E. coli O157:H7 -возбудитель кишечной инфекции, обладающий сразу 6 факторами патогенности [6-8].
Общебиологические и социальные последствия резистентности носят глобальный характер. Это неэффективность антибиотиков для лечения инфекционных и воспалительных заболеваний, появление новых патогенов с повышенной вирулентностью («супербактерий»), обусловливающих тяжелое течение и высокую смертность у пациентов. Данные риски не исчерпаны, они тем выше, чем чаще на микробы в разных биотопах воздействуют остатки антибиотиков и чем шире присутствие последних в окружающей среде. Сегодня основным сектором, формирующим эти риски, является сельское хозяйство, поскольку более половины всех выпускаемых фармпромышленностью антибиотиков в мире скармливается животным [6-8].
В современном интенсивном животноводстве проти-вомикробные препараты преднамеренно применяются заведомо здоровым животным в качестве средств стимуляции роста и профилактики массовых инфекционных заболеваний, создавая серьезные вызовы здравоохранению. Наряду с ведущим вкладом в глобализацию антибиотикоустойчивости и формированием новых патогенов, это еще и широкая циркуляция в объектах окружающей среды на фермах, бойнях
и перерабатывающих предприятиях представителей микрофлоры желудочно-кишечного тракта животных, приобретающих и передающих корезистентность - способность противостоять сразу нескольким антимикробным воздействиям, будь то антибиотики, дезинфектанты и другие биоциды. Это ведет к загрязнению животного сырья и продуктов, к перекрестной контаминации пищи иного происхождения устойчивыми зоонозными агентами, их длительному выживанию в ней, а при наличии подходящих условий - к размножению до опасных величин, что является серьезным фактором опосредованного риска пищевых отравлений и инфекций у потребителей [9].
Измерить скорость возникновения указанных негативных эффектов от применения антибиотиков нереально. Подобные риски констатируются в сравнительном хронологическом ключе, меры противодействия им подлежат стратегическому планированию и не являются предметом гигиенического нормирования конкретных препаратов. Но крайне необходимо всеми путями ограничивать нецелевое, т.е. не для лечения заболеваний, использование антибиотиков в сельском хозяйстве, чтобы предотвращать загрязнение пищи их остатками и антибиотикорезистентными микроорганизмами.
В этом аспекте нормирование антибиотиков в пищевой продукции имеет важнейшее значение как регулирующий фактор и мера управления рисками непрямых негативных последствий для человека, так как необходимость обеспечения МДУ требует жесткого соблюдения длительности применения и сроков отмены препаратов перед убоем, снижая вероятность выработки резистентности в желудочно-кишечном тракте животных, а также нагрузку антибиотиками и резистентными микроорганизмами на окружающую среду.
О роли в формировании рисков для здоровья и нормировании остаточных количеств тетрациклинов в пищевых продуктах
Ярким подтверждением связи чрезмерно широких объемов нецелевого применения антибиотиков и масштаба негативных последствий являются антибиотики группы тетрациклинов. По данным ВОЗ, их количество (в расчете на 1 кг биомассы продуктивных животных) только в странах ЕС составляет более 50% от всех реализованных антибиотиков для ветеринарии. Такая ситуация повсеместна, поскольку тетрациклины проявляют высокую профилактическую эффективность и имеют низкую стоимость.
Этой диспропорции, даже несмотря на способность тетрациклина быстро индуцировать резистентность за счет самого большого числа из известных механизмов и высокой скорости ее распространения, долго не придавали значения. Многолетнее интенсивное использование препаратов этой группы привело к формированию в окружающей среде огромной совокупности генов, кодирующих все механизмы устойчивости к ним, - те-
трациклинового резистома. Сегодня это самый большой резистом в мире против антибиотиков индивидуального класса, который служит генофондом резистентности для всех существующих бактерий [10, 11].
С развитием геномики и транскриптомики в начале XXI в. стало ясно, что именно тетрациклин является наиболее сильным провокатором горизонтального переноса сцепленных генов между микробами. Широкое присутствие субингибиторных концентраций тетрациклинов признают причиной пандемического роста резистентности вообще и ее глобализации в природе. Есть мнения, что, обусловливая безудержный рост множественной устойчивости у бактерий, тетрациклины во многом способствуют появлению новых патогенов [3, 10, 12, 13].
Нормативы для тетрациклинов в пище устанавливались Комиссией Кодекс Алиментариус дважды: в 1996 и 1998 гг. В 1998 г. в соответствии с решением JECFA об увеличении ДСД в 10 раз жесткость МДУ была снижена в 2 раза, в том числе для мяса и мясопродуктов предложен диапазон 200-1200 мкг/кг [7, 14, 15].
Это решение подвергалось резкой критике на Кодекс-ном комитете по остаткам ветпрепаратов в пище из-за некачественной научной проработки и недостаточно мотивированного изменения ДСД путем отмены коэффициента запаса (х10), учитывающего вариабельность кишечной флоры у людей и иные факторы неопределенности. Поскольку до 2000 г. другие данные по установлению ДСД в JECFA не были представлены, решение вступило в силу. В результате этих разногласий страны Евросоюза не присоединились к пересмотренным МДУ и используют в практике контроля Регламент ЕС № 37/2010, в котором остатки тетрациклинов нормируются на уровнях 100 мкг/кг в мышечной ткани, 10 мкг/кг -в жировой, 300 мкг/кг - в печени, 600 мкг/кг - в почках [7, 16].
МДУ для тетрациклинов в пище в JECFA пока не переоценивались, несмотря на появление новых технологий исследования кишечной флоры и необходимость ответов на вопросы о факторах неопределенности, не принятых во внимание.
В Российской Федерации и ЕАЭС МДУ для антибиотиков тетрациклиновой группы не превышает 10 мкг/кг в мясе и мясопродуктах всех видов. Этот уровень обоснован по критериям риска для здоровья населения согласно установленной ФАО/ВОЗ методологии, основанной на моделировании причинно-следственных связей с учетом объективных факторов неопределенности, среднего суточного потребления населением пищевых продуктов животного происхождения, данных о заболеваемости взрослых и детей различными патологиями, сопровождающимися нарушением баланса микрофлоры кишечника, значений максимальных остаточных уровней тетрациклина в различных видах животных тканей, эквивалентных значениям МДУ, принятым в ФАО/ВОЗ, Евросоюзе, США, Российской Федерации.
В ходе обоснования показано, что при воздействии остаточных количеств тетрациклина, поступающих
с пищевыми продуктами в концентрациях, превышающих 10 мкг/кг (в том числе 100 мкг/л в молоке, 100 мкг/кг в мясе, 200 мкг/кг в яйцах, 300 мкг/кг в печени, 600 мкг/ кг в почках), у наиболее чувствительных групп населения Российской Федерации (дети) увеличивается риск болезней органов пищеварения, анемии, дерматитов, аллергии и иммунодефицитных состояний. На фоне существующей заболеваемости детского населения болезнями системы пищеварения будет формироваться риск дополнительных случаев таких заболеваний в размере 4% случаев, болезней крови - в 8% случаев, болезней кожи - в 0,9% случаев, а также пищевой аллергии -в 0,1% случаев, что квалифицируется как неприемлемый уровень [5].
Поэтому существующие нормы МДУ антибиотиков тетрациклиновой группы в РФ в пищевых продуктах на уровне 10 мкг/кг (0,01 мг/кг), не более, признаны оправданными и расценены как безопасные, не приводящие к увеличению риска для здоровья населения и развитию заболеваний, ассоциированных с дисбалансом кишечной флоры, в том числе из-за наличия в пище остаточных количеств этих антибиотиков, и в том числе среди наиболее чувствительных популяций [17].
Оценка рисков присутствия тетрациклинов в пище проведена также Республикой Казахстан [18]. В ЕАЭС позиция РФ и Республики Казахстан была поддержана, и вышеуказанное значение норматива для остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы в продуктах животного происхождения всех видов включено в ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции».
Об устойчивости антибиотиков в мясных полуфабрикатах и мясном сырье при проведении термической обработки
В целенаправленных исследованиях с использованием отечественного животного сырья было показано, что при длительной варке (кускового мяса в течение 3 ч, тушек птицы - 1 ч) 69-78% антибиотиков (левомицетина, тетрациклиновой группы и бацитрацина) переходило в бульон, при этом 7,3-12% обнаруживалось в мясе, таким образом, разрушение антибиотиков было незначительным. При приготовлении колбасных изделий содержание исследованных антибиотиков (левомицетина, тетрациклиновой группы, бензилпенициллина, стрептомицина) составляло 89-93% от исходного содержания в фарше. Кипячение и стерилизация практически не влияли на содержание антибиотиков в молоке: после кипячения в молоке оставалось от 90 до 95% исходного количества антибиотиков; после стерилизации - от 92 до 100% [19]. Особую важность представляют данные о высокой устойчивости к технологической обработке даже малых остаточных количеств тетрациклинов, поскольку контаминанты этого вида очень часто обнаруживаются в мясном сырье [20].
О накопительном эффекте антибиотиков в организме человека
Исследований, посвященных кумуляции (накоплению) в организме человека при употреблении пищевой, в том числе мясной, продукции, содержащей антибиотики в количестве, превышающем МДУ, не проводилось.
Эффекты кумуляции описаны для лекарственных препаратов антибиотиков, а именно они зафиксированы для тетрациклинов, которые являются остеотропными по своей природе, способны к прочному соединению с кальцием и могут накапливаться в костной ткани при длительном применении у людей в терапевтических дозах [21].
Возможно ли развитие анафилактического шока при однократном употреблении мясных полуфабрикатов?
В доступной литературе сведений о развитии анафилактического шока в результате употребления мясных полуфабрикатов, контаминированных остатками антибиотиков, в том числе тетрациклинов, нет. Подобные реакции могут развиваться у сенсибилизированных лиц, страдающих пищевой аллергией к животным белкам, в первую очередь к белку куриного мяса, а также в результате употребления недоброкачественных мясных полуфабрикатов, в которых возможно накопление продуктов разложения белка, так называемых биогенных аминов.
О скорости формирования антибиотикоустойчивых штаммов микроорганизмов при употреблении мясной продукции, содержащей остатки антибиотиков
Научные исследования, посвященные скорости формирования устойчивости микроорганизмов к воздействующим на них антимикробным средствам, в основном проводятся в фармацевтической микробиологии при изучении фармакокинетики и фармакологической активности препаратов, применяемых в терапии инфекционных и воспалительных заболеваний. При этом оцениваются, как правило, уровни терапевтических и субтерапевтических доз. Исследования на стыке субтерапевтических и субингибиторных доз чистых препаратов, но не их остатков в животных продуктах, освещены лишь в единичных работах, например в [22], и на настоящий момент этих данных недостаточно для однозначных выводов.
Но роль минорных концентраций в развитии анти-биотикоустойчивости к противомикробным препаратам стала активно изучаться. В ряде работ показано подобное влияние уровней противомикробных препаратов, в несколько сотен раз более низких, чем минимальная ингибирующая концентрация (МИК), для чувствительных бактерий в естественных условиях их обитания. Например, у Escherichia coli и Salmonella enterica увеличивался
темп роста резистентности и ускорялось развитие резистентности de novo [23]. В другой работе представлены данные о том, что ципрофлоксацин в концентрации ниже в 230 раз, чем МИК, способен экспрессировать ген gyrA ДНК-гиразы в уже существующем мутанте [24]. В работе [25] отмечено, что воздействие доз противомикробных препаратов значительно ниже МИК провоцирует развитие резистентности к ним у чувствительного исходно штамма E. coli до клинических пограничных значений, характерных для высокой устойчивости. Эти данные демонстрируют, что субингибиторные концентрации про-тивомикробных препаратов, уровни которых находятся в диапазоне, достаточно близком к МДУ в пище, могут провоцировать развитие и эволюцию устойчивости.
В 2020 г EFSA представлена новая концепция нормирования МДУ для антибиотиков в кормах для животных, в которой впервые было использовано определение минимальной селекционирующей концентрации (МСК) -самой низкой действующей концентрации противоми-кробного препарата, которая способна развивать коре-зистентность у микроорганизмов в ответ на воздействие этих препаратов. Важно, что такой тип резистентности формируется только за счет индуцирования горизонтального генного трансфера, и значит, может служить его маркером [25].
Заключение
Систематизация вопросов, возникающих у специалистов в сфере производства и переработки животноводческой продукции, показывает их уклон в одностороннее понимание вреда для здоровья потребителей от ее контаминации антибиотиками. Как правило, оно связывается только с вероятностью прямых негативных эффектов, параллели с опосредованными рисками и необходимостью их регламентации не проводятся.
В этой связи акцентировано, что жесткие требования к присутствию антибиотиков в пище диктуются их природой, как биологически активных веществ, которые в минорных дозах не оказывают токсического действия на макроорганизм, но служат триггерами изменений в генном аппарате представителей любых микробных экосистем, как у человека и животных, так и в объектах среды обитания. В том числе обусловливают формирование и распространение в пищевой цепи возбудителей с измененными свойствами, которые, в свою очередь, становятся факторами риска заболеваний. На этом основании опосредованные факторы вреда здоровью от антибиотиков в пище признаются не менее серьезными, чем непосредственные.
Подтверждена неоправданность переоценки и ослабления российского МДУ для тетрациклинов (<0,01 мг/кг продукта) в связи с доказанной безопасностью этой величины по критериям риска для здоровья населения в плане заболеваний, ассоциированных с дисбиозом. Подчеркнуто, что данный МДУ находится в диапазоне 0,05-0,1 МИК, при котором, согласно имеющимся на-
учным данным, риск индукции резистентности энте-робактерий и симбионтов кишечной флоры человека теоретически не формируется [7, 17].
Указано на целесообразность усовершенствования подходов к оценке безопасности остатков антибиотиков при их нормировании в пище и внедрения в установление их микробиологической ДСД показателей, характеризу-
Сведения об авторах
ющих влияние на горизонтальный трансфер генов резистентности и сцепленных с ней признаков, что и предлагалось нами ранее [7]. Одним из вариантов сегодня может быть определение минимальной селекционирующей концентрации, основанной на оценке индукции нормируемым препаратом корезистентности у микроорганизмов, как это обсуждается для кормов [25].
ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» (Москва, Российская Федерация):
Шевелева Светлана Анатольевна (Svetlana A. Sheveleva) - доктор медицинских наук, заведующий лабораторией биобезопасности и анализа нутримикробиома E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-5647-9709
Хотимченко Сергей Анатольевич (Sergey A. Khotimchenko) - член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, первый заместитель директора, заведующий лабораторией пищевой токсикологии и оценки безопасности нанотехнологий E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0002-5340-9649
Минаева Людмила Павловна (Lyudmila P. Minaeva) - кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории биобезопасности и анализа нутримикробиома E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0003-1853-5735
Смотрина Юлия Владимировна (Yuliya V. Smotrina) - младший научный сотрудник лаборатории биобезопасности и анализа нутримикробиома E-mail: [email protected] https://orcid.org/0000-0001-8842-0525
Литература
1. Beyene T. Veterinary drug residues in food-animal products: its risk 9. factors and potential effects on public health // J. Vet. Sci. Technol. 2016. Vol. 7, N 1. P. 1-7. DOI: http://doi.org/10.4172/2157-7579.1000285
2. Dos Santos L.D.R., Furlan J.P.R., Ramos M.S., Gallo I.F.L.,
de Freitas L.V.P., Stehling E.G. Co-occurrence of mcr-1, mcr-3, 10. mcr-7 and clinically relevant antimicrobial resistance genes in environmental and fecal samples // Arch. Microbiol. 2020. Vol. 202. P. 1795-1800. DOI: http://doi.org/10.1007/s00203-020-01890-3
3. Шевелёва С.А. Антибиотикоустойчивые микроорганизмы 11. в пище как гигиеническая проблема (обзорная статья) // Гигиена и санитария. 2018. Т. 97, № 4. DOI: http:// doi. org/10.18821/0016-9900-2018-97-4-342-354 12.
4. World Health Organization. Evaluation of certain veterinary drug residues in food: eighty-first report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives // World Health Organ. Tech. Rep.
Ser. 2016. Vol. 997. P. 1-110. 13.
5. Зайцева Н.В., Тутельян В.А., Шур П.З., Хотимченко С.А., Шевелева С.А. Опыт обоснования гигиенических нормативов безопасности пищевых продуктов с использованием критериев риска здоровью населения // Гигиена и санитария. 2014. 14. Т. 93, № 5. C. 70-74.
6. Bengtsson-Palme J., Kristiansson E., Larsson D.G.J. Environmental factors influencing the development and spread of antibiotic 15. resistance // FEMS Microbiol. Rev. 2018. Vol. 42, N 1. Article ID fux053. DOI: http:// doi.org/10.1093/femsre/fux053
7. Онищенко Г.Г., Шевелева С.А., Хотимченко С.А. Гигие- 16. ническое обоснование допустимых уровней антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции // Гигиена
и санитария. 2012. Т. 91, № 6. C. 4-14. 17.
8. Онищенко Г.Г., Шевелева С.А., Хотимченко С.А. Новые аспекты оценки безопасности и контаминации пищи антибиотиками тетрациклинового ряда в свете гармонизации гигиенических нормативов санитарного законодательства России и Таможенного союза с международными стандарта- 18. ми // Вопросы питания. 2012. Т. 81, № 5. С. 4-12.
Roberts M. C., Schwarz S. Tetracycline and phenicol resistance genes and mechanisms: importance for agriculture, the environment, and humans // J. Environ. Qual. 2016. Vol. 45, N 2. P. 576-592. DOI: https://doi.org/10.2134/jeq2015.04.0207
Gibson M.K., Forsberg K.J., Dantas G. Improved annotation of antibiotic resistance determinants reveals microbial resistomes cluster by ecology // ISME J. 2015. Vol. 9, N 1. P. 207-216. DOI: https://doi.org/10.1038/ismej.2014.106
Thaker M., Spanogiannopoulos P., Wright G.D. The tetracycline resistome // Cell. Mol. Life Sci. 2010. Vol. 67, N 3. P. 419-431. DOI: https://doi.org/10.1007/s00018-009-0172-6
Capita R., Alonso-Calleja C. Antibiotic-resistant bacteria: a challenge for the food industry // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2013. Vol. 53, N 1. P. 11-48. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2010. 519837
He T., Wang R., Liu D., Walsh T.R., Zhang R., Lv Y. et al. Emergence of plasmid-mediated high-level tigecycline resistance genes in animals and humans // Nat. Microbiol. 2019. Vol. 4, N 9. P. 1450-1456. DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-019-0445-2 Evaluation of certain veterinary drug residues in food. Thirty-sixth report ofthe Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives // World Health Organ. Tech. Rep. Ser. 1990. Vol. 799. P. 1-68. Evaluation of certain veterinary drug residues in food: fiftieth report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives // World Health Organ. Tech. Rep. Ser. 1999. Vol. 888. P. i-vii, 1-95. WHO Food additives series (FAS). Toxicological evaluation of certain veterinary drug residues in food. 1996. URL: http://www. who.int/foodsafety/publications/monographs/en/ Зайцева Н.В., Шур П.З., Кирьянов Д.А., Аминова А.И., Камалтдинов М.Р., Атискова Н.Г. Материалы к оценке риска здоровью населения при поступлении остаточного содержания антибиотиков тетрациклиновой группы в пищевой продукции. Москва, 2012. 38 с. URL: http://fcrisk.ru/node/652 Материалы к оценке риска здоровья населения при поступлении тетрациклина с пищевой продукцией. Алматы, 2013.
URL: https://cow-leech.ru/docs/index-1346.html (дата обращения: 28.01.2021)
19. Кальницкая О.И. Ветеринарно-санитарный контроль остаточных количеств антибиотиков в сырье и продуктах животного происхождения : автореф. дис. ... д-ра вет. наук. Москва, 2008. 41 с.
20. Salama N.A., Abou-Raya S.H., Shalaby A.R., Emam W.H., Me-haya F.M. Incidence of tetracycline residues in chicken meat and liver retailed to consumers // Food Addit. Contam. Part B. 2011. Vol. 4, N 2. P. 88-93. DOI: https://doi.org/10.1080/19393210.2011. 585245
21. Стариченко В.И., Любашевский Н.М., Попов Б.В. Индивидуальная изменчивость метаболизма остеотропных токсических веществ. Екатеринбург : Наука, 1993. 168 с.
22. Perrin-Guyomard A., Cottin S., Corpet D.E., Boisseau J., Poul J.M. Evaluation of residual and therapeutic doses of tetracycline
in the human-flora-associated (HFA) mice model // Regul. Toxicol. Pharmacol. 2001. Vol. 34, N 2. P. 125-136. DOI: https://doi. org/10.1006/rtph.2001.1495
23. Wistrand-Yuen E., Knopp M., Hjort K., Koskiniemi S., Berg O.G., Andersson D.I. Evolution of high-level resistance during low-level antibiotic exposure // Nat. Commun. 2018. Vol. 9, N 1. P. 1-12. DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-018-04059-1
24. Gullberg E., Cao S., Berg O.G., Ilbäck C., Sandegren L., Hughes D., Andersson D.I. Selection of resistant bacteria at very low antibiotic concentrations // PLoS Pathog. 2011. Vol. 7, N 7. Article ID e1002158. DOI: https://doi.org/10.1371/journal.ppat. 1002158
25. Scientific Opinion as regards «Maximum levels of cross contamination for 24 antimicrobial active substances in non-target feed». EFSA, 22 Sep 2020. 21 p. URL: https://www.efsa.europa.eu/ (дата обращения: 28.01.2021)
References
1. Beyene T. Veterinary drug residues in food-animal products: its risk factors and potential effects on public health. J Vet Sci Technol. 2016; 7 (1): 1-7. DOI: http://doi.org/10.4172/2157-7579.1000285
2. Dos Santos L.D.R., Furlan J.P.R., Ramos M.S., Gallo I.F.L., de Freitas L.V.P., Stehling E.G. Co-occurrence of mcr-1, mcr-3, mcr-7 and clinically relevant antimicrobial resistance genes in environmental and fecal samples. Arch Microbiol. 2020; 202: 1795-800. DOI: http://doi.org/10.1007/s00203-020-01890-3
3. Sheveleva S.A. Antimicrobial-resistant microorganisms in food as a hygienic problem. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2018; 97 (4): 342-54. DOI: http://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-4-342-354. (in Russian)
4. World Health Organization. Evaluation of certain veterinary drug residues in food: eighty-first report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. World Health Organ Tech Rep Ser. 2016; 997: 1-110.
5. Zaytseva N.V., Tutelyan V.A., Shur P.Z., Khotimchenko S.A., Sheveleva S.A. Experience of justification of hygienic standards of food safety with the use of criteria for the risk population health. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2014; 93 (5): 70-4. (in Russian)
6. Bengtsson-Palme J., Kristiansson E., Larsson D.G.J. Environmental factors influencing the development and spread of antibiotic resistance. FEMS Microbiol Rev. 2018; 42 (1): fux053. DOI: http:// doi.org/10.1093/femsre/fux053
7. Onishchenko G.G., Sheveleva S.A., Khotimchenko S.A. Hygienic substantiation of the permissible levels for tetracycline-group antibiotics in food. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation]. 2012; 91 (6): 4-14. (in Russian)
8. Onishchenko G.G., Sheveleva S.A., Khotimchenko S.A. New aspects of safety assessment and food contamination with antibiotics of tetracycline group in the light of harmonization of hygienic standards in Russia and Customs Union with the international standards. Voprosy pitaniia [Problems of Nutrition]. 2012; 81 (5): 4-12. (in Russian)
9. Roberts M. C., Schwarz S. Tetracycline and phenicol resistance genes and mechanisms: importance for agriculture, the environment, and humans. J Environ Qual. 2016; 45 (2): 576-92. DOI: https://doi.org/10.2134/jeq2015.04.0207
10. Gibson M.K., Forsberg K.J., Dantas G. Improved annotation of antibiotic resistance determinants reveals microbial resistomes cluster by ecology. ISME J. 2015; 9 (1): 207-16. DOI: https://doi. org/10.1038/ismej.2014.106
11. Thaker M., Spanogiannopoulos P., Wright G.D. The tetracycline resistome. Cell Mol Life Sci. 2010; 67 (3): 419-31. DOI: https://doi. org/10.1007/s00018-009-0172-6
12. Capita R., Alonso-Calleja C. Antibiotic-resistant bacteria: a challenge for the food industry. Crit Rev Food Sci Nutr. 2013; 53 (1): 11-48. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2010.519837
13. He T., Wang R., Liu D., Walsh T.R., Zhang R., Lv Y., et al. Emergence of plasmid-mediated high-level tigecycline resistance genes in animals and humans. Nat Microbiol. 2019; 4 (9): 1450-6. DOI: https://doi.org/10.1038/s41564-019-0445-2
14. Evaluation of certain veterinary drug residues in food. Thirty-sixth report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. World Health Organ Tech Rep Ser. 1990; 799: 1-68.
15. Evaluation of certain veterinary drug residues in food: fiftieth report of the Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives. World Health Organ Tech Rep Ser. 1999; 888: i-vii, 1-95.
16. WHO Food additives series (FAS). Toxicological evaluation of certain veterinary drug residues in food. 1996. URL: http://www.who. int/foodsafety/publications/monographs/en/
17. Zaytseva N.V., Shur P.Z., Atiskova N.G., Kir'yanov D.A., Kamalt-dinov M.R. Human health hazards associated with tetracycline drugs residues in food. Int J Adv Res. 2014; 2 (8): 488-95. URL: https://fcrisk.ru/eng/node/204 (date of access May 11, 2021) (in English)
18. Materials for assessing the health risk of the population when tetracycline is taken with food. Almaty, 2013. URL: https://cow-leech.ru/docs/index-1346.html (date of access January 28, 2021) (in Russian)
19. Kal'nitskaya O.I. Veterinary and sanitary control of residual antibiotics in raw materials and animal products: Diss. Moscow, 2008: 41 p.
20. Salama N.A., Abou-Raya S.H., Shalaby A.R., Emam W.H., Meha-ya F.M. Incidence of tetracycline residues in chicken meat and liver retailed to consumers. Food Addit Contam Part B. 2011; 4 (2): 88-93. DOI: https://doi.org/10.1080/19393210.2011.585245
21. Starichenko V.I, Lyubashevsky N.M., Popov B.V. Individual metabolism variability of osteotropic toxic substances. Ekaterinburg: Nauka, 1993: 168 p. (in Russian)
22. Perrin-Guyomard A., Cottin S., Corpet D.E., Boisseau J., Poul J.M. Evaluation of residual and therapeutic doses of tetracycline in the human-flora-associated (HFA) mice model. Regul Toxicol Pharmacol. 2001; 34 (2): 125-36. DOI: https://doi.org/10.1006/ rtph.2001.1495
23. Wistrand-Yuen E., Knopp M., Hjort K., Koskiniemi S., Berg O.G., Andersson D.I. Evolution of high-level resistance during low-level antibiotic exposure. Nat Commun. 2018; 9 (1): 1-12. DOI: https:// doi.org/10.1038/s41467-018-04059-1
24. Gullberg E., Cao S., Berg O.G., Ilback C., Sandegren L., Hughes D., Andersson D.I. Selection of resistant bacteria at very low antibiotic concentrations. PLoS Pathog. 2011; 7 (7): e1002158. DOI: https:// doi.org/10.1371/journal.ppat.1002158
25. Scientific Opinion as regards «Maximum levels of cross contamination for 24 antimicrobial active substances in non-target feed». EFSA, 22 Sep 2020: 21 p. URL: https://www.efsa.europa.eu/ (date of access: January 28, 2021)
