Resistente darmbacteriën op een varkensbedrijf
Op een varkensbedrijf met 2400 dieren krijgen biggen sinds 2018 profylactisch antibiotica via het voer. In 2018 was 6% van de E. coli-bacteriën in de mest resistent tegen colistine; in 2022 is dat 38%. In dezelfde periode is de dosering verlaagd en is de kuurduur verkort van 14 naar 7 dagen. De veearts stelt voor om over te stappen op ceftiofur en om af te wisselen tussen twee middelen. Een geneticus vindt in één bacterie een plasmide met resistentiegenen tegen drie verschillende antibiotica. In het grondwater naast het bedrijf worden dezelfde plasmiden aangetroffen. De buurman heeft een zoontje van 6 maanden dat in het ziekenhuis een ESBL-infectie doormaakt.
1. Beredeneer of de bacteriën resistent zijn geworden door het antibioticum, of dat het antibioticum alleen resistente bacteriën heeft geselecteerd. Gebruik de begrippen variatie, selectie en fitness.
Read the worked answer
De bacteriën zijn niet 'gewend' geraakt
Een bacterie past zich niet aan omdat hij aan een antibioticum wordt blootgesteld. Resistentie berust op erfelijke eigenschappen die er al zijn: door mutaties, en in dit geval ook doordat resistentiegenen via plasmiden worden doorgegeven. In de populatie bestond dus al variatie: sommige bacteriën zijn gevoelig, andere dragen een resistentiegen.
Selectie
Colistine doodt de gevoelige bacteriën. De resistente bacteriën overleven, hebben geen concurrentie meer om voedingsstoffen en planten zich snel voort. Daardoor stijgt hun aandeel van 6% naar 38%. Het antibioticum heeft dus niet de eigenschap gemaakt, maar de verhouding in de populatie veranderd. De resistentie was er eerder al.
Fitness
De eigenschap die de bacterie beschermt, kost vaak energie: zonder antibioticum groeit een resistente bacterie soms langzamer dan een gevoelige. Daarom daalt het percentage resistente bacteriën meestal weer als het antibioticum verdwijnt. In dit geval gaat die daling waarschijnlijk langzaam, omdat de resistentiegenen op een plasmide zitten en ook zonder antibioticum worden doorgegeven aan andere bacteriën.
2. Beoordeel de twee voorstellen van de veearts: overstappen op ceftiofur en afwisselen tussen twee middelen. Betrek de vondst van het plasmide in je beoordeling.
Read the worked answer
Afwisselen tussen twee middelen
Afwisselen verdeelt de selectiedruk, maar alleen als de resistenties onafhankelijk van elkaar zijn. Het gevonden plasmide bevat resistentiegenen tegen drie antibiotica, dus multi-resistentie zit al in één bacterie. Wisselen tussen twee middelen levert dan geen winst op: de bacterie overleeft beide behandelingen en verspreidt het plasmide verder. Sterker nog, elk antibioticum dat wordt gebruikt, houdt de selectie op dat plasmide in stand.
Overstappen op ceftiofur
Ceftiofur is een cefalosporine en hoort bij de antibiotica die juist gereserveerd zijn voor ernstige infecties bij mensen. Overstappen betekent de selectiedruk verplaatsen naar een middel dat medisch belangrijk is. De ESBL-infectie bij het zoontje van de buurman laat precies zien wat het risico is: ESBL-bacteriën breken cefalosporines af, en dan blijven er voor een zuigeling maar weinig behandelopties over.
Beter alternatief
Stoppen met profylaxe, de dieren alleen behandelen als ze echt ziek zijn, en inzetten op hygiëne, huisvesting en vaccinatie. Voorkomen dat de bacteriën antibiotica tegenkomen, is effectiever dan van middel wisselen.
3. Leg uit hoe de resistentiegenen in het grondwater terecht kunnen zijn gekomen en waarom dit een probleem is voor de volksgezondheid. Betrek in je antwoord de route naar het zoontje van de buurman.
Read the worked answer
Route naar het grondwater
De mest van de varkens bevat resistente E. coli en losse plasmiden. Mest wordt uitgereden of lekt weg, en via regenwater en de bodem komen bacteriën en plasmiden in het grondwater en in het oppervlaktewater terecht. Omdat resistentiegenen op plasmiden liggen, kunnen ze via conjugatie ook aan andere bacteriesoorten worden doorgegeven, bijvoorbeeld aan bacteriën die van nature in water en bodem leven.
Van grondwater naar mens
Mensen komen met dat water in contact via drinkwater, zwemwater, groenten die met besmet water zijn geteeld of via vee en vlees. De resistentiegenen kunnen in de darmflora van mensen belanden. Wordt iemand dan behandeld met een antibioticum, dan heeft de ziekteverwekker mogelijk al de beschikking over het gen.
Waarom dit het kind raakt
Bij de zuigeling leidt dit tot een ESBL-infectie: de gebruikelijke cefalosporines werken niet meer. Er moeten dan middelen worden gebruikt die als laatste redmiddel gelden, met meer bijwerkingen en een grotere kans op falen. Een bacterie die resistent is tegen één antibioticum kan zo een infectie veroorzaken die in het ziekenhuis niet meer met de standaardmiddelen te behandelen is. Daarom is antibioticagebruik in de veehouderij niet alleen een probleem voor de veehouder, maar voor de hele bevolking.