En smag af vores egen medicin

Et dybt dyk ned i den kontroversielle brug af antibiotika i husdyr.

Illustration af Natalya Zahn

I januar 2017 begrænsede den amerikanske fødevare- og narkotikadministration brugen af ​​antibiotika i husdyrene kraftigt i håb om at tackle stigende niveauer af antibiotikaresistens i potentielt sygdomsfremkaldende mikrober.

Dette markerer begyndelsen på, hvad FDA håber, vil være en betydelig ændring i den måde, vi bruger antibiotika på landbruget. I 2015 blev der solgt 34,3 millioner pund antibiotika i USA til brug kun i husdyr - mere end firedoblet den mængde, der blev solgt til humane patienter hvert år. At lukke ned betydelige dele af en så enorm industri er ikke et træk, som FDA har gjort let - virkelig, det har været 40 år i skabelsen.

Hvorfor er FDA så bekymret for antibiotikaresistens? Opvejer fordele ved forbud mod antibiotisk brug i husdyr faktisk ulemperne? Og hvordan blev antibiotika så udbredt i husdyr i første omgang?

Kampen mod antibiotikaresistens

Da den først blev identificeret af Alexander Fleming i 1928, blev den antibiotiske penicillin hyldet som et mirakellægemiddel, fordi det var i stand til at stoppe infektionsfremkaldende bakterier i dets spor. I årene efter blev penicillin udviklet som et lægemiddel for både mennesker og husdyr, og infektioner, der engang var deathsentences, blev behandlet med rutinemæssige injektioner eller piller. Den menneskelige forventede levealder steg; spædbarnsdødelighed faldt. Mens 300.000 amerikanere døde af bakteriesygdom i 1930, blev færre end 95.000 liv tabt af de samme sygdomme i 1952, selv om befolkningen var vokset med næsten 30%.

Men der var fangst. Selv da han accepterede Nobelprisen i medicin i 1945, advarede Fleming resten af ​​verden, hvor hurtigt resistens mod antibiotika opstod i bakterier. Fremkomsten af ​​antibiotikaresistens eller evnen af ​​en stamme af bakterier til at undergrave virkningerne af et givet lægemiddel er næsten en uundgåelighed i et samfund af mikrober - og når det først er startet, kan det hurtigt feje gennem hele bakteriepopulationen. Og Flemings forudsigelse er ødelæggende sand: Stammer af bakterier, der er resistente over for hvert lægemiddel, vi har til rådighed, er blevet identificeret, mange så snart inden for et år efter deres oprindelige opdagelse. Det hurtige udseende af resistens står også i skarp kontrast til den stadigt langsomme hastighed for opdagelse af medikamenter: mens et dusin forskellige klasser af antibiotika blev indført mellem 1935 og 1968, er der kun to blevet opdaget siden. Mange af vores første antibiotika blev fundet ved en tilfældighed i naturen, isoleret fra andre bakterier, der udviklede sig i årtusinder med kim-mod-kim-krigføring. Endvidere har de tekniske vanskeligheder ved at designe og syntetisere nye lægemidler i laboratoriet sammen med den lange, strenge sikkerhedstestning og FDA-godkendelse i USA efterlade vores medicinske skabe uden for nye antibiotika.

Tuberkulose, gonoré og staph-infektioner er kun et par af de mest berygtede meget lægemiddelresistente infektionssygdomme, der stadig plager verden i dag. I mange tilfælde er patienter med disse sygdomme vendt væk fra hospitaler, fordi der simpelthen ikke er nogen medicin tilbage til behandling af dem. Over 700.000 mennesker verden over dør hvert år som et direkte resultat af antibiotikaresistente bakterieinfektioner. Og satserne stiger, med antibiotikaresistens, der forventes at koste verden mindst 10 millioner liv og 8 billioner dollars hvert år inden 2050.

Hvordan opstår og spreder modstand sig? Som det viser sig, er det et talespil. Efterhånden som bakteriepopulationerne vokser i antal, opstår mangfoldighed: tilfældige mutationer forekommer i den bakterielle genetiske kode, og nogle medlemmer af samfundet er mere rustede til at håndtere belastninger - som medikamenter - end andre. Når denne population behandles med et lægemiddel, dræber den mange bakterier - undtagen dem, der tilfældigt har udviklet resistens.

Så det er måske ikke overraskende, at mange forskere er bange for, hvad de anser for unødvendig brug af antibiotika i vores husdyr. Mange af de medikamenter, vi bruger til at behandle husdyrene tæt eller nøjagtigt ligner de antibiotika, vi bruger hos mennesker. Ved at tillade disse forbindelser i vores mad, jord og vand i en hvilken som helst mængde øger vi forekomsten af ​​bakterier, der er resistente over for de narkotika, vi bruger til at behandle infektioner.

Men siden 1950'erne er det meste af husdyrene i USA kontinuerligt blevet doseret med antibiotika på subterapeutisk niveau i deres mad og vand. Hvordan begyndte denne praksis - og er det stadig berettiget at anvende antibiotika i husdyr i nogen sammenhæng?

Renlighed er ved siden af ​​tyggighed

I de tidlige dage af antibiotika fandt medicin vej ind i dyrefoder næsten som en lykkelig ulykke. Fra 1940'erne blev antibiotika først brugt i husdyr terapeutisk til behandling af bakteriesygdomme, som de er hos mennesker. Medicinen gjorde det trick: landmænd var i stand til at holde deres dyr sunde og minimere spredningen af ​​sygdomsfremkaldende bakterier i deres husdyr og i fødevareforsyningen. Men medicinen havde også en overraskende og oprindeligt utilsigtet bivirkning: dyrene, der konsumerede dem, begyndte hurtigt at pakke på pund, på trods af at de spiste den samme mængde mad.

Flere pund betød mere omsætteligt kød - og med boomet af opdagelse af antibiotika i 1950'erne et enormt og overkommeligt vindfald for landmænd. De kapitaliserede hurtigt muligheden ved at fodre alle dyr, syge eller sunde, subterapeutiske doser af de vækstfremmende lægemidler. Ikke kun øgede dyrenes vægtøgning, men det fungerede også som en profylaktisk for at forhindre, at dyrene blev syge i første omgang. Dette gjorde det muligt for landmænd at spare penge på dyre fødevarer og at holde dyrene indendørs under fattige, beskidte og mere trange forhold. Såkaldte vækstfremmende antibiotika (GPA'er) erstattede græsarealer og foder, og kød ramte markedshylderne i tons. I løbet af få år blev næsten ingen af ​​de antibiotika, der blev givet til husdyrene, administreret til behandling af sygdom, i stedet blev de løbende ude i håb om at forhindre fremtidige infektioner og øge udbyttet.

Hvad kan forklare denne mærkelige bivirkning af antibiotika? De fleste forskere mener, at svaret ligger i tarmen mikrobiota, den enorme bestand af bakterier og andre mikrober i fordøjelseskanalen, der hjælper os med at fordøje mad, afværge skadelige patogener og producere nødvendige kemikalier til kropsfunktion. Ved blot at forhindre infektioner kan antibiotika muligvis tillade kroppen at bruge dyrebare ressourcer på vækst snarere end på immunsystemet. Derudover kan antibiotika ødelægge populationer af bakterier i tyndtarmen; disse bakterier kan faktisk konkurrere med værtsceller om mad, hvilket efterlader flere næringsstoffer til at blive absorberet af værten i deres fravær. Andre bevis tyder på, at bakterier producerer kemikalier, der direkte undertrykker væksten. Endelig, ligesom antibiotika kan påvirke vores egne tarme, har dyr, der behandles med regelmæssige antibiotika, en tendens til at have tarme med meget forskellig arkitektur, hvilket kan ændre næringsstofoptagelsen.

Ligegyldigt hvad forklaringen er, er virkningerne klare: tunge doser af antibiotika bidrager til vægtøgning, og vi har kendt det siden 1940'erne.

Sygdom, gård til bord

Lige nu er der to store bekymringer med antibiotisk overforbrug. Den første er antibiotikaresistens. Lægemiddelresistente bakterier som MRSA serveres direkte på vores middagsplader, enten i form af inficeret kød eller fra afgrøderne befrugtet med forurenet husdyrfæk. Det er af denne grund, at FDA har besluttet, at antibiotika ikke længere må bruges til vækstfremmende formål. Deres holdning er "berettiget brug": kun terapeutika. Løs ikke det, hvis det ikke er ødelagt - for hvem ved hvad andet du kan ende med at skade i processen.

Dette træk er ikke det første af sin art. Den Europæiske Union forbød brug af antibiotika til vækstfremme (men ikke sygdomsforebyggelse) i 2006 - med blandede resultater. Forståeligt nok er landmænd utilfredse med de strengere regler. Uden antibiotika er de tvunget til at stole på meget mere besværlige sanitetsmetoder og udvide deres fabrikker for at give mere plads og investere i mere foder. Og så mange har fundet smuthuller i begrænsningerne: det viser sig, at det er let for landmænd at købe medicin i form af behandlinger i stedet for GPA'er og genindføre dem i foder. Dette kan virke svigagtig (eller bare ulovligt), men spørgsmålet er bestemt ikke sort / hvidt: sygdom i husdyr er usædvanligt, og at befri dyr af skadelige bakterier beskytter ikke kun vores får, køer og svin, men også milliarder af mennesker, der spis dem.

I USA har mange hævdet, at disse regler vil gøre kødproduktionen dyrere, og at vi ofrer pund kød, som i stedet kunne fodre sultne mennesker. Mens nogle analyser har fundet, at disse påstande er usande, er der ingen undtagelse fra det faktum, at omkostningerne sandsynligvis vil stige på kort sigt, når landmændene tilpasser sig.

Men der er en anden bitter pille at sluge. Disse irriterende bivirkninger af vægtøgning? De kunne også ske hos mennesker.

Flere undersøgelser har identificeret en mulig forbindelse mellem antibiotisk indgivelse hos spædbørn og børn og udviklingen af ​​fedme senere i livet. Og selvom det ikke er muligt at gennemføre de samme definitive undersøgelser hos mennesker, som vi gør hos mus, har flere grupper af videnskabsmænd vist, at at give unge mus hyppige doser af antibiotika fører til vægtøgning. Og andre har vist, at fjernelse af visse populationer af bakterier fra den menneskelige mave faktisk kan øge blodniveauerne af ghrelin, et hormon, der øger appetitten.

Der er endnu ikke videnskabelig enighed om forbindelsen mellem antibiotika og fedme hos mennesker - men forskere og læger er enige om, at det kan være klogt at bruge mere forsigtighed, da vi fortsætter med at ordinere disse stoffer til børn, i betragtning af at USA er en af ​​de øverste forbrugere af antibiotika i verden.

Så hvad er løsningen på dette gennemgribende problem? Forskere arbejder hårdt på at udvikle, hvad mange kalder "post-antibiotisk æra" medicin. Indtil da forsvinder vores behov for antibiotika ikke natten over, så målt brug af antibiotika kun, når det er nødvendigt, er sandsynligvis vejen at gå. I mellemtiden vil det dog kræve mere arbejde at definere de mange roller antibiotika spiller nu fra recept til plade.

Katherine Wu er ph.d.-kandidat ved Harvard University, hvor hun studerer tuberkulose, en meget udbredt og ofte antibiotikaresistent bakteriel infektion. Hun er co-Director of Science in the News, en kandidatstuderendeorganisation, der uddanner forskere til bedre at kommunikere med offentligheden.

I Contain Multitudes er en flerdel videoserie dedikeret til at udforske den vidunderlige, skjulte verden af ​​mikrobiomet. Serien er vært for videnskabsforfatter Ed Yong og produceret af HHMI Tangled Bank Studios i samarbejde med Room 608.