การใช้จุลินทรีย์แข่งขันลดเชื้อดื้อยาในฟาร์มเลี้ยงสัตว์ปีก

ผู้ช่วยศาสตราจารย์ น.สพ.ดร.วิษณุ วรรณแสวง

การใช้ยาต้านจุลินทรีย์นิยมใช้กันทั่วโลกกันมากว่าหกสิบปีแล้วในการผลิตปศุสัตว์ ประชากรจุลินทรีย์เองก็ได้วิวัฒนาการต่อสู้ผ่านกลไกการดื้อยาได้เกือบทุกผลิตภัณฑ์ที่มนุษย์ได้พัฒนาขึ้น เพื่อป้องกัน และรักษาโรคติดเชื้อในสัตว์ จนกระทั่งในปี พ.ศ. ๒๕๔๖ สหภาพยุโรปได้ออกกฎระเบียบ European Regulation No. 1831/2003 ห้ามใช้สารต้านจุลชีพสำหรับใช้เป็นสารส่งเสริมการเจริญเติบโต

ยากลุ่มฟลูออโรควิโนโลน นิยมใช้ในทางสัตวแพทย์กันอย่างกว้างขวาง โดยเฉพาะ ในการผลิตไก่เนื้อเป็นเวลามากกว่าสองทศวรรษ แม้ว่า ประสิทธิภาพจะดี แต่การใช้ยากลุ่มฟลูออโรควิโนโลนในทางสัตวแพทย์ก็เป็นข้อถกเถียงกันอย่างมาก ประกอบการอัตราการเพิ่มขึ้นของเชื้อดื้อยากลุ่มฟลูออโรควิโนโลนทั้งในมนุษย์ และสัตว์ ส่งผลให้เกิดความพยายามลดการใช้ลง หรือถอนยาชนิดนี้ออกจากตลาด ยากลุ่มฟลูออโรควิโนโลนสามารถส่งผลกระทบต่อไมโครไบโอตาในลำไส้ และคัดเลือกเชื้อจุลินทรีย์ที่ดื้อยากลุ่มฟลูออโรควิโนโลนทั้งเชื้อตามปรกติ และเชื้อก่อโรค นักวิชาการพยายามคิดค้นหาวิธีการลดความชุกของเชื้อดื้อยาต้านจุลินทรีย์ หรือการใช้ทางเลือกใหม่ทดแทนการใช้ยาปฏิชีวนะ วิธีการหนึ่งที่กำลังได้รับความสนใจในแวดวงสัตว์ปีกทั่วโลกเป็นการใช้จุลินทรีย์แข่งขัน ผลการวิจัยของคณะสัตวแพทยศาสตร์ มหาวิทยาเกนท์ ประเทศเบลเยียม เผยแพร่ในวารสารพยาธิวิทยาสัตว์ปีกล่าสุด แสดงให้เห็นว่า การใช้จุลินทรีย์แข่งขันสามารถลดการขับเชื้อเชื้อ เอสเชอริเชีย โคไล หรือ อี. โคไล ที่ดื้อยาเอนโรฟลอกซาซินได้อย่างมีนัยสำคัญ

บทนำ

            การใช้จุลินทรีย์แข่งขัน หรือซีอี (Competitive exclusion) กำลังเป็นที่นิยมเพิ่มขึ้นในฐานะที่เป็นวิธีการส่งเสริมสุขภาพ และผลผลิตการเลี้ยงสัตว์ปีก ปัญหาเชื้อดื้อยา และความเข้าใจที่ดีขึ้นถึงความสำคัญของการรักษาสมดุลภายในนิเวศวิทยาของระบบทางเดินอาหาร เป็นกุญแจสำคัญสำหรับเทรนด์ปัจจุบัน ระบบทางเดินอาหารเป็นพรมแดนระหว่างอวัยวะภายใน และโลกที่แวดล้อมสิ่งมีชีวิต ร้อยละ ๗๐ ของเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันอยู่ในทางเดินอาหาร นอกจากนั้น สารอาหารที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของลูกไก่ถูกดูดซึมในลำไส้ โดยสรุปแล้ว ระบบทางเดินอาหารมีความสำคัญต่อสุขภาพ และประสิทธิภาพการผลิตของสัตว์ปีก ช่องทางเดินอาหรประกอบด้วยระบบนิเวศวิทยาของจุลินทรีย์ที่สลับซับซ้อนที่สุดในโลก ประกอบด้วย เซลล์ล้านล้านเซลล์ต่อปริมาณอาหารภายในลำไส้ ๑ กรัม ไมโครไบโอตาของลำไส้ที่มีความสลับซับซ้อนของสัตว์ปีกเป็นผลมาจากการคัดเลือกผ่านวิวัฒนาการมาแล้วหลายสิบล้านปี

            ดังนั้น ไมโครไบโอตาของลำไส้จึงมีเต็มไปด้วยพลังของศักยภาพทางพันธุกรรมเพื่อการสังเคราะห์สารที่ผ่านการคัดเลือกอย่างพิถีพิถันมากมายหลายชนิด ในหลายสถานการณ์ เป็นประโยชน์สำหรับการดำรงชีวิตของสัตว์ปีกตั้งแต่แรกเกิดจนถึงอายุที่สมบูรณ์พันธุ์ ไมโครไบโอตาที่มีความซับซ้อนในลำไส้ของสัตว์ปีกที่สุขภาพดีจึงมีความสมเหตุสมผล การรักษาไมโครไบโอตาของลำไส้ให้เป็นปรกติจึงเป็นประโยชน์ต่อร่างกาย เพื่อให้สัตว์ปีกมีสุขภาพดี และได้รับโภชนาการที่ดี   

ภาพที่ ๑  ตามธรรมชาติแล้ว แม่ไก่เป็นแหล่งต้นตอของไมโครไบโอตาในลำไส้ให้กับลูกไก่แรกเกิด (แหล่งภาพ Orion Pharma)

จุลินทรีย์แข่งขัน กลไกการป้องกันโรคตามธรรมชาติ

            การปรากฏของไมโครไบโอตาเชื้อแบคทีเรียปรกติในลำไส้ สามารถป้องกันเชื้อแบคทีเรียก่อโรคเข้าสู่ร่างกายสัตว์ผ่านระบบทางเดินอาหารได้ยาก โดยอาศัลกลไกการแก่งแย่งช่วงชิงพื้นที่สำหรับการดำรงชีวิตบริเวณตำแหน่งสำหรับการยึดเกาะตามผนังเซลล์บุผิวของลำไส้ และสารอาหารภายในท่อทางเดินอาหาร

            นอกจากนั้น เชื้อจุลินทรีย์ในลำไส้หลายชนิด สามารถผลิตสารต่อต้านเชื้อจุลินทรีย์ และไมโครไบตาในลำไส้มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของภูมิคุ้มกันในลำไส้ตามปรกติ กลไกดังกล่าวนี้ช่วยส่งเสริมไมโครไบโอตาของลำไส้ไก่ให้มีสุขภาพดีเรียกว่า “การแก่งแย่งแข่งขัน (Competitive exclusion, CE)”

            ขณะที่ วัคซีนก็เป็นกลยุทธ์ที่มีประสิทธิภาพต่อการควบคุมเชื้อแบคทีเรียได้เฉพาะบางชนิดที่ใช้เตรียมเป็นแอนติเจนในวัคซีน แต่การอาศัยไมโครไบโอตาในลำไส้ที่มีซับซ้อนก็เป็นกลยุทธ์ที่สมเหตุสมผลต่อการสร้างสุขภาพที่ดีของไก่ได้ และกว้างขวางมากกว่าการใช้วัคซีน เป็นแนวความคิดโดยองค์รวมของการใช้กลยุทธ์การแก่งแย่งแข่งขันด้วยจุลินทรีย์ที่เป็นประโยชน์ มีความเป็นธรรมชาติมากกว่า   

            ในวันนี้ ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันสำหรับสัตว์ปีกเป็นที่นิยมมากที่สุด อาศัยการสร้างไมโครไบโอตาที่จำลองมาจากธรรมชาติในลำไส้ของลูกไก่วันแรก

กุญแจสำคัญของไมโครไบโอตาในลำไส้ที่สมดุล

            ตามธรรมชาติแล้ว แม่ไก่เป็นแหล่งต้นตอของไมโครไบโอตาในลำไส้ให้กับลูกไก่แรกเกิด ในสภาวะแวดล้อมโรงฟักสมัยใหม่ ความสัมพันธ์ที่เคยเป็นสายใยทางกายภาพระหว่างแม่และลูกได้หายไป ลูกไก่แรกเกิดมีความไวรับเป็นพิเศษต่อเชื้อแบคทีเรียก่อโรค เช่น ซัลโมเนลลา การขาดแคลนไมโครไบโอตาภายในลำไส้ที่สมบูรณ์ และแข็งแรง ทำให้ลูกไก่ยิ่งมีโอกาสประสบปัญหาของระบบทางเดินอาหาร และการเกิดโรคจากเชื้อแบคทีเรียก่อโรคได้หลายชนิด

            ในทศวรรษที่ผ่านมา ยาต่อต้านเชื้อจุลินทรีย์หลายชนิดนิยมใช้ในการผลิตสัตว์ปีก เพื่อส่งเสริมการเจริญเติบโต และป้องกันปัญหาของเชื้อแบคทีเรียก่อโรค อย่างไรก็ตาม ความจริงแล้ว ยาต่อต้านเชื้อจุลินทรีย์เหล่านี้ก็ได้ส่งผลทางลบต่อทางเดินอาหารตามธรรมชาติ และแม้กระทั่ง ไมโครไบโอตาตามสิ่งแวดล้อมของฟาร์มเลี้ยงสัตว์ปีก บทบาทของไมโครไบโอตาของลำไส้ที่ดีต่อสุขภาพของสัตว์ได้มีการศึกษากันอย่างลึกซึ้งมากขึ้น และปัญหาเชื้อดื้อยาต่อต้านจุลินทรีย์ก็ได้รับความสนใจเพิ่มมากขึ้นด้วยเช่นกัน ผู้บริโภคเป็นส่วนสำคัญที่ส่งผลต่อการเพิ่มความตระหนักถึงคุณภาพของการผลิตสัตว์ปีก ไม่ใช่เพียงคุณภาพจากการปลอดเชื้อจุลินทรีย์ปนเปื้อน แต่ยังรวมถึง การปราศจากยาต่อต้านเชื้อจุลินทรีย์ตกค้าง และสวัสดิภาพสัตว์   

แนวโน้มการผลิตทั่วโลกสัตว์ปีก นิยมใช้จุลินทรีย์แข่งขัน

            แม้ว่า แนวความคิดของการใช้จุลินทรีย์แข่งขันจะถูกใช้มาเป็นเวลานานหลายทศวรรษมาแล้ว โดยเฉพาะ การควบคุมเชื้อ ซัลโมเนลลา แต่แนวความคิดนี้ก็ถูกนำมาใช้จริงเมื่อไม่นานมานี้ เพื่อลดการใช้ยาต้านจุลินทรีย์ และเพื่อตอบสนองความคาดหวังของความใส่ใจในคุณภาพของผู้บริโภค

            หลักการปฏิบัติทั่วไปของแนวความคิดในการใช้จุลินทรีย์แข่งขันในสัตว์ปีกเป็นการให้ในลูกไก่แรกเกิดในโรงฟักด้วยสารละลายเชื้อแบคทีเรียเตรียมมาจากสัตว์ปีกสมบูรณ์พันธุ์ที่สุขภาพดี จุดกำเนิดของการใช้จุลินทรีย์แข่งขันเริ่มต้นมาจากการควบคุมเชื้อ ซัลโมเนลลา ในไก่ แต่ในเวลาต่อมาก็ได้ขยายไปยังเชื้อแบคทีเรียก่อโรคอื่นๆ เช่น อี. โคไล คลอสตริเดียม เฟอร์ฟริงเจนส์ ลิสทีเรีย และ แคมไพโลแบคเตอร์ เป็นต้น  ในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันจริงๆเพียง ๒ ชนิดจากสัตว์ปีกที่มีการจำหน่ายเชิงพาณิชย์ในตลาด ได้แก่ บรอยเลอร์แลคท์ (Broilact) จากโอไรออน ฟาร์มา (Orion Pharma) และเอวิการ์ด (Aviguard) จากลาเลอมังด์ (Lallemand) ทั้งสองผลิตภัณฑ์ประกอบด้วย จุลินทรีย์ที่ถูกคัดเลือกแล้วหลากหลายชนิด เรียกได้ว่า เป็นการเพาะเชื้อกลุ่มจุลินทรีย์ผสมผสานที่ไม่ทราบชนิดแน่ชัด เตรียมมาจากสัตว์ปีกผู้ให้ที่สุขภาพแข็งแรง จึงช่วยสร้างไมโครไบโอตาในลำไส้ที่มีความซับซ้อน และสุขภาพแข็งแรงในลูกไก่แรกเกิดภายในชั่วโมงแรกๆภายหลังฟักออกเป็นตัวลูกไก่

ภาพที่ ๒ ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันชนิดเอวิการ์ดจากลาเลอมังด์ เป็นการสร้างสิ่งแวดล้อมภายในระบบทางเดินอาหารเสมือนเลียนแบบธรรมชาติที่ได้รับจากแม่ไก่ (แหล่งภาพ Lallemand)

การใช้เทคนิคควบคุมเชื้อ ซัลโมเนลลา และเชื้อก่อโรคอื่นๆในสัตว์ปีกด้วยวิธีจุลินทรีย์แข่งขัน นิยมกันอย่างแพร่หลายในวารสารตีพิมพ์ตั้งแต่เมื่อหลายสิบปีที่ผ่านมา ในบางประเทศ เช่น ฟินแลนด์ ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันเป็นที่นิยมใช้กันอย่างมากในสัตว์ปีกเป็นเวลาหลายทศวรรษมาแล้ว โดยเฉพาะ การผลิตไก่เนื้อ อย่างไรก็ตาม ความสนใจของผู้ผลิตทั่วโลกในการใช้วิธีจุลินทรีย์แข่งขันในสัตว์ปีกเพิ่งเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา สืบเนื่องมาจากปัญหาเชื้อจุลินทรีย์ดื้อยาปฏิชีวนะ ไม่กี่สิบปีที่ผ่านมา รายงานการศึกษาจำนวนมากเผยแพร่ผลของการใช้จุลินทรีย์แข่งขันในการควบคุมเชื้อแบคทีเรียก่อโรคในสัตว์ปีกหลายชนิด เช่น ซัลโมเนลลา และ แคมไพโลแบคเตอร์  

            หนึ่งในผลการศึกษาที่น่าสนใจเป็นการทดลองป้อนเชื้อพิษในประเทศบราซิล โดยใช้ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันเพียงครั้งเดียวที่อายุ ๐ วัน พบว่า ช่วยลดการสร้างนิคมของเชื้อ ซัลโมเนลลา ไฮเดลเบิร์ก ในไก่เนื้อที่เลี้ยงจนถึงอายุ ๒๘ วัน นักวิจัยเลือกใช้เชื้อ ซัลโมเนลลา ไฮเดลเบิร์ก เนื่องจาก เป็นเชื้อที่พบได้บ่อยในบราซิล และเป็นเชื้อกลุ่มสำคัญที่มีรายงานการดื้อยาปฏิชีวนะหลายชนิดได้พร้อมกัน

ภาพที่ ๓ ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันชนิดบรอยเลอร์แลคท์จากโอไรออน ฟาร์มา เป็นจุลินทรีย์ตามธรรมชาติจากแม่ให้กับลูกไก่แรกเกิดที่โรงฟัก (แหล่งภาพ Broilact)

ความแตกต่างระหว่างเชื้อจุลินทรีย์แข่งขัน และผลิตภัณฑ์โปรไบโอติก

            นอกเหนือจาก ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันจะนิยมใช้ในการสร้างไมโครไบโอตาในลำไส้ที่เป็นปรกติแล้ว ก็ยังมีผลิตภัณฑ์อีกหลายชนิดสำหรับสัตว์ปีก ข้อแตกต่างระหว่างผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขันที่แท้จริง (การเพาะเชื้อจุลินทรีย์ผสมผสานที่ไม่ทราบชนิดแน่ชัด) และโปรไบโอติก (การเพาะเชื้อจุลินทรีย์ที่ทราบชนิดแน่ชัด) คือ โปรไบโอติกไม่สามารถสร้างไมโครไบโอตาที่มีความซับซ้อนเสมือนธรรมชาติได้ เนื่องจาก เป็นการให้เชื้อจุลินทรีย์เพียงชนิดเดียว หรือไม่กี่ชนิดเท่านั้น ผู้ผลิตโปรไบโอติก มักอ้างว่า เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพ และการผลิตสัตว์ปีกโดยให้ผลบวกต่อไมโครไบโอตาของสัตว์ปีกเพียงไม่วิธีเท่านั้น แม้กระทั่ง คำว่า “จุลินทรีย์แข่งขัน (Competitive Exclusion)” บางครั้งก็ถูกใช้จนสร้างความสับสน เพื่อหวังผลทางการตลาดต่อผลิตภัณฑ์โปรไบโอติกที่มีเชื้อแบคทีเรียเพียงชนิดเดียว หรือไม่กี่ชนิดเท่านั้น ผู้ผลิตสัตว์ปีกควรศึกษาคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์เหล่านี้จากรายงานการวิจัยตีพิมพ์ที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้เชี่ยวชาญ เพื่อให้ได้รับข้อมูลที่แท้จริงของประสิทธิภาพผลิตภัณฑ์ที่ต้องการใช้ให้ตรงกับวัตถุประสงค์ความต้องการใช้งาน

การวิจัยเชิงลึก 

            รายงานการวิจัยปัจจุบัน และประสบการณ์ใช้ผลิตภัณฑ์จุลินทรีย์แข่งขัน ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการส่งเสริมสุขภาพ และผลการเลี้ยงในสัตว์ปีก โดยไม่ต้องอาศัยยาต้านจุลินทรีย์ที่เคยนิยมใช้กันเป็นวงกว้าง อย่างไรก็ตาม แม้ว่าการสร้างความสมดุลของไมโครไบโอตาในลำไส้เป็นกลไกสำคัญต่อสุขภาพ และผลผลิตของสัตว์ปีก เพื่อให้บรรลุเป้าหมายการผลิตยังต้องการการจัดการอย่างบูรณาการพร้อมไปด้วยกัน ทั้งการจัดการเลี้ยงสัตว์ คุณภาพอาหารสัตว์ สภาพแวดล้อมภายในฟาร์ม ร่วมกับการตรวจติดตามสุขภาพอย่างสม่ำเสมอ และเป็นระบบ

ภาพที่ ๔  ลักษณะของไมโครไบโอตาของลำไส้เปรียบเทียบระหว่าง มูลสัตว์ปลูกถ่าย จุลินทรีย์แข่งขัน ผลิตภัณฑ์โปรไบโอติกที่ใช้หลายสายพันธุ์ และสายพันธุ์เดียว แนวความคิดของจุลินทรีย์แข่งขันเป็นการใช้กลไกการป้องกันโรคตามธรรมชาติต่อสู้กับเชื้อแบคทีเรียก่อโรค (แหล่งภาพ Rantajärvi, 2020)

เอกสารอ้างอิง

Chantziaras I, Smet A, Filippitzi ME, Darmiaans B, Haesebrouch F, Boyen F and Dewulf J. 2018. The effect of a commercial competitive exclusion product on the selection of enrofloxacin resistance in commensal E. coli in broilers. Avian Pathol. 47(5): 443-454.  

Rantajärvi P. 2020. Competitive exclusion is increasing in popularity. [Internet]. [Cited 2020 Dec 7]. Available from: https://www.poultryworld.net/Specials/Articles/2020/12/Competitive-exclusion-is-increasing-in-popularity-679577E/