1. 引言
孟加拉国作为河流之国,水产养殖业是其经济增长的重要支柱,贡献了农业GDP的21.83%(2022年),其水产养殖产量全球排名第五。然而,随着养殖集约化,传染性疾病暴发促使抗生素使用量激增。在孟加拉国,环丙沙星、土霉素、左氧氟沙星和红霉素等多种抗生素被用于防治鱼虾疾病。由于价格低廉且无需处方即可获得,该国已成为全球水产养殖中抗生素使用最多的国家之一。绝大多数养殖户对抗生素的合理使用认知不足,经常超剂量用药且不遵守规定的休药期,这种滥用和误用直接导致了水产环境中抗生素耐药细菌的发展,加剧了抗菌素耐药性(AMR)的流行。尽管一些研究实验室的疾病诊断方法有所改进,但孟加拉国的小规模生产者仍因诊断能力有限而面临挑战,往往在未确诊的情况下基于试错法使用抗生素,这进一步导致了抗生素残留的累积和耐药菌株的出现。
2. 研究方法
作者通过基于网络的叙述性综述,检索了PubMed、Google Scholar、Scopus和ResearchGate等数据库中2000年至2024年11月期间发表的文献。检索关键词包括“抗生素在孟加拉国水产养殖中的使用”、“孟加拉国虾类养殖中的抗生素使用”及“孟加拉国水产养殖中的抗菌素耐药性”等。通过对筛选出的文章进行详细审查,提取相关元数据,并将数据清晰区分为“已证实的发现”(如检测到的抗生素残留、分离的耐药细菌或鉴定出的AMR基因)和“潜在风险”(基于间接证据推断的结果),以增强讨论的科学严谨性和透明度。
3. 水产养殖中抗生素的暴露途径
抗生素通过多种途径进入水产养殖系统。一个突出的途径是在池塘中施用鸡粪和牛粪作为肥料,这些粪便中含有来自畜禽治疗的抗生素残留(如磺胺类、四环素类),其沥滤会破坏天然微生物群落并促进水生生物的抗生素耐药性。另一主要途径是养殖者为预防和治疗鱼虾疾病而有意使用各种抗生素,通常将抗生素混入饲料。未被摄食的饲料和鱼类粪便中的抗生素会沉降到底泥中,并可能通过水流扩散,被野生鱼类和其他生物摄入,进一步传播抗生素残留和耐药性。此外,制药工业废水排放、医院污水(含未代谢的抗生素)以及家庭过期抗生素的不当处置,都会通过污水、径流和洪水将抗生素引入水产环境。这些复杂的途径共同增加了环境中的抗生素负荷,也为耐药性的传播提供了多重渠道。
4. 水产养殖中的抗生素使用与AMR
细菌感染是孟加拉国水产养殖中疾病暴发的主要原因,也是抗生素用于治疗和预防性管理的主要原因。超过80%的虾类育苗场使用抗生素,包括土霉素、金霉素、阿莫西林、红霉素等。尽管美国食品药品监督管理局(FDA)批准了用于特定物种和疾病的抗生素,但只有在遵循规定的休药期并在正确的物种和剂量下使用才安全有效。然而,实地观察证实,这些药物在孟加拉国经常被滥用和过量使用。这种已证实的滥用模式导致了抗生素耐药细菌的出现。研究已从养殖系统中分离并鉴定了58株属于9个属的细菌,其中最常见的是克雷伯氏菌属、假单胞菌属、金黄色葡萄球菌、弧菌属和大肠杆菌。实验室分析证实,许多分离株表现出高水平的多重耐药性。例如,大多数分离株对四环素类、青霉素类、头孢菌素类、氨基糖苷类和大环内酯类药物100%耐药。在虾类养殖系统中,约60%的样本中检测到副溶血性弧菌,其对氨苄西林和阿莫西林的耐药率高达94%。这些研究为孟加拉国水产养殖系统中广泛存在的AMR提供了有力证据。
5. 抗生素对鱼类和其他水生生物的影响
抗生素污染已成为全球关注的主要问题,尤其影响水生环境。在水产养殖中,抗生素被广泛用于预防和治疗鱼类疾病,但其复杂的理化性质使其难以降解,对水生生物和生态系统健康构成重大威胁。在孟加拉国,近百家公司生产约四百种水产养殖药物,其中土霉素和金霉素使用最多。过量使用不仅污染环境,还会在养殖物种体内累积。抗生素即使低剂量也会扰乱生物体的生存、生长和代谢,并改变群落结构和生态系统功能。鱼类的生活史和生理特性使其比其他水生生物更容易吸收药物并受其后续影响。例如,氯霉素和四种硝基呋喃代谢物能与罗非鱼的肌肉蛋白结合,土霉素残留也在多种鱼类和运输水中被检出。抗生素对非目标物种也会产生意想不到的影响。例如,磺胺类、四环素类和大环内酯类药物会抑制藻类生长和发育,破坏叶绿体生物合成。对大型溞的多代研究表明,四环素会降低其繁殖产出,并改变与代谢和繁殖相关的基因表达。其他抗生素如甲氧苄啶会降低浮游动物的摄食效率,而环丙沙星在特定浓度范围内反而会刺激生长和繁殖,这被认为是一种兴奋效应。
6. 抗生素残留对人类的潜在健康影响
水产养殖中的抗生素残留通过食用受污染的渔产品对人类健康构成重大风险。这些残留物会导致抗生素耐药细菌的发展,使感染更难治疗。长期接触食物中的低水平抗生素可能导致过敏反应、肠道菌群紊乱等健康问题,对儿童影响尤甚。在孟加拉国,大量养殖户教育水平有限,往往不遵守抗生素使用的推荐休药期,这增加了渔产品中抗菌残留的风险,使消费者面临AMR的严重威胁。
6.1. 抗生素残留引起的过敏反应
与食品中抗生素残留相关的最令人担忧的健康风险之一是药物过敏反应。β-内酰胺类抗生素,特别是青霉素类和头孢菌素类,可引发从轻微皮肤病症到严重全身反应(如过敏反应)的过敏反应。食用含有青霉素残留的动物源性食品与过敏反应有关,包括有记载的因食用受污染肉类引发的过敏反应。值得注意的是,全球约10%的人口被认为对青霉素过敏,这凸显了食物链中存在此类残留物对公共健康的影响。
6.2. 抗生素残留的致癌风险
尽管在人类中缺乏确凿证据,但甲硝唑在动物模型中表现出致癌作用。此外,甲硝唑可作为细菌系统的诱变剂,并对人体细胞具有遗传毒性效应,加剧了对其安全性的担忧。一些兽药,包括喹喔啉类、硝基呋喃类和硝基咪唑类,在许多国家被认定为致癌物,并可能通过动物源性产品中的残留进入人类食物链。
6.3. 抗生素残留的致突变风险
某些抗生素残留作为诱变剂的可能性是一个重大问题。例如,多柔比星等药物在实验研究中已证明具有致突变活性。尽管关于食物中低水平抗生素残留对人类遗传物质影响的数据有限,但其潜在风险需要严格的监管和监测。
6.4. 抗生素残留的致畸和生殖风险
接触致畸化合物可能导致不可逆转的出生缺陷。苯并咪唑在怀孕早期服用具有胚胎毒性和致畸性。相关驱虫药奥芬达唑不仅具有胚胎毒性,还具有致突变潜力。此外,长期接触低剂量的某些抗生素残留可能导致生殖毒性和致畸结果。
6.5. 抗生素残留对肠道菌群的破坏
肠道微生物群对维持人体健康至关重要。接触某些抗生素会破坏这种平衡,消除超过99%的有益细菌,完全恢复通常需要数月时间。广谱抗生素尤其具有破坏性,常导致胃肠道紊乱。虽然关于低水平抗生素残留对人类肠道微生物群具体影响的数据有限,但现有研究已引起关注。例如,有报告称三文鱼中的残留抗生素可能破坏正常的肠道菌群,而牛奶中的抗生素残留可能导致菌群失调、引发过敏反应并促进抗生素耐药细菌种群的发展。
7. 风险管理方案
7.1. 通过养殖场生物安全控制传染性疾病
在过去几十年里,由于养殖鱼类和贝类的生理免疫健康状况不佳,商业水产养殖一直承受着传染病带来的社会经济负担。据估算,全球每年因传染病暴发导致10%的水产动物生产损失,收入减少约100亿美元。2000年后,急性肝胰腺坏死病、罗湖病毒、白便综合征等新发疾病在毫无预警的情况下出现,并造成灾难性经济损失。传染病是挑战水生动物和植物可持续生产的关键问题之一。水产养殖场生物安全是一个直接的概念,即“预防胜于治疗”。国际水生动物兽医生物安全联盟(IAVBC)概述了相关程序和生物安全方法。有效的生物安全计划的关键要素包括流行病学单元、生物安全团队以及制定和实施书面的生物安全计划。措施可分为物理、生物和操作方面,关键要素包括场地选择、水源管理、卫生与消毒、检疫与健康监测、养殖密度以及饲料与营养管理、遗传与育种计划、应急响应计划、培训与教育以及法规遵从。
在孟加拉国,水产养殖场的生物安全措施维持得很少,关于此问题的已发表文章也很少。大多数养殖户连续作业,定期放养和收获。此外,从事单一品种养殖的养殖户年复一年地以同样方式操作。分隔养殖周期和品种轮作可以降低疾病暴发的概率,因为时间间隔减少了病原体负荷,并且在大多数情况下,一种物种的病原体不会感染其他物种。渔场的水源在疾病管理和生物安全方面起着至关重要的作用。