Bakteriální infekce sladkovodních ryb, zhodnocení stavu antimikrobiální rezistence v ČR

Význam tématu

Antimikrobiální rezistence (AMR) v akvakultuře představuje významné riziko z hlediska ztrát v produkci, šíření rezistentních determinant do životního prostředí a potenciálního dopadu na veřejné zdraví v rámci konceptu One Health. Intenzifikace chovu, rostoucí globální spotřeba antimikrobik v akvakultuře a mezinárodní obchod s okrasnými rybami zvyšují pravděpodobnost zavlečení rezistentních bakterií a genů. Monitoring rezistence v populacích patogenů ryb a ve vodních mikrobiomech je proto klíčový pro cílenou léčbu, prevenci šíření a tvorbu regulačních opatření.

Cíle a přehled studie / článku

Cílem předneseného souhrnu a souvisejících studií z Veterinární univerzity Brno bylo: charakterizovat spektrum bakteriálních patogenů u užitkových a okrasných ryb v ČR, zhodnotit fenotypovou a genotypovou rezistenci u klíčových agentů (zejména Aeromonas spp. a Flavobacterium psychrophilum), analyzovat mikrobiotu přepravní vody okrasných ryb a identifikovat genetické elementy (integrony, plazmidy) zodpovědné za šíření rezistence. Souhrn rovněž uvádí širší kontext – globální spotřebu antimikrobik v akvakultuře a rizika vyplývající z intenzifikace a mezinárodního obchodu.

Použitá metodika

Metodika kombinovala klasické bakteriologické postupy a moderní molekulárně-biologické techniky:

• Kultivační izolace z tkání ryb a z přepravní vody s ohledem na různé nároky sledovaných agens.
• Fenotypové stanovení citlivosti: MIC (broth microdilution) a disk-diffusion podle doporučení CLSI, s poznámkou chybějících interpretačních kritérií pro řadu akvakulturních bakterií.
• Molekulární metody: PCR detekce rezistenčních genů (např. qnrS, qnrB, aac(6')-Ib-cr, tet, sul, aadA, dhfr), integronových kazet a plazmidové typizace (např. IncU).
• Genetická typizace: sekvenování a víceoborové typování (MLST) pro Flavobacterium psychrophilum a další izoláty; metagenomická analýza/amplicon sekvenování pro synoptiuk složení mikrobioty v biofiltrech a přepravní vodě.

Použitá instrumentace

Instrumentace a technologické postupy použité ve studiích zahrnovaly:

• Inkubátory a selektivní půdy pro izolaci bakterií z ryb a vody.
• Automatizované nebo standardizované sady pro stanovení MIC (broth microdilution), disk-diffusion aparatura pro DDM.
• PCR přístroje (termocykly) a gelová elektroforéza pro detekci genů rezistence a integronových kazet.
• Sangerovo sekvenování a platformy pro amplicon/metagenomické sekvenování (Illumina a pod.) pro MLST a analýzy mikrobiomů.
• Bioinformatické nástroje pro analýzu sekvencí, přiřazení ST typů a identifikaci genů rezistence.

Hlavní výsledky a diskuse

Klíčová zjištění z prezentovaných dat a souvisejících studií jsou:

• Spektrum patogenů: V akvarijních vzorcích dominovaly Aeromonas spp. (67,8 % izolátů), dále Pseudomonas spp., Vibrio spp. a další oportunní bakterie. U užitkových ryb byly významné i Flavobacterium psychrophilum a další salmonidní patogeny.
• Fenotypová rezistence: U mezofilních aeromonád z okrasných ryb byla zaznamenána vysoká míra multirezistence. Například vysoký podíl izolátů vykazoval rezistenci k oxytetracyklinu a fluorovaným chinolonům; u některých antibiotik (chloramfenikol, kyselina oxolinová) byly též vysoké hodnoty rezistence. Florfenikol zůstal u většiny izolátů jako relativně aktivní činidlo.
• Genetické determinanty: U aeromonád byla u 45 izolátů přítomnost integronů třídy 1 s kazetami (aadA1, aadA2, dhfr1, dhfr12). V ~25 % aeromonád byly detekovány PMQR geny (qnrS2, qnrB, aac(6')-Ib-cr), což vysvětluje zhoršenou citlivost k fluorochinolonům. Multirezistence byla často spojena s plazmidy typu IncU.
• Flavobacterium psychrophilum: Sekvenovací studie odhalily vysokou genetickou diverzitu (min. 12 ST, včetně 7 nově popsaných). Jeden skupinový typ (ST2) se jeví jako globálně rozšířený; některé lokální izoláty vykazovaly sníženou citlivost k oxytetracyklinu, flumechinu a enrofloxacinu, zatímco citlivost k florfenikolu byla obecně zachována.
• Mikrobiota přepravní vody: Studie identifikovaly přítomnost rezistenčních genů (sul1, tet(A), strA, tet(G), sul2, aadA) a rozmanitost integronových kazet. To potvrzuje, že mezinárodní obchod s okrasnými rybami může být cestou pro zavlékání rezistenčních determinant.
• Biofiltry a šíření genů: Metagenomické analýzy biofiltrů v RAS ukazují přítomnost bohaté bakteriální komunity a podmínky (např. nedostatečná denitrifikace), které mohou podpořit horizontální přenos rezistenčních genů konjugací.
• Kosmetické praktiky: Ryby užívané ke „rybí pedikúře“ mohou nést potenciálně zoonotické a rezistentní patogeny (Aeromonas spp., Pseudomonas, Vibrio, Mycobacterium marinum), což zvyšuje riziko infekcí u klientů.

Diskuse zdůrazňuje, že hlavní problém není pouze přítomnost rezistence u patogenů ryb, ale i rezervoáry rezistenčních genů v prostředí (přepravní voda, biofiltry), které usnadňují šíření mezi různými bakteriálními druhy a hmyší paletě hostitelů.

Přínosy a praktické využití metody

Implementace kombinovaného přístupu (kultivace + fenotyp + genotyp) přináší tyto výhody:

• Cílenější terapie: stanovení MIC a detekce specifických genů rezistence umožňují efektivnější výběr léčby a snížení nadměrného užívání širokospektrých antibiotik.
• Surveillance: molekulární sledování (integrony, plazmidy, MLST) identifikuje šířící se klony a mobilní elementy, což umožňuje rychlejší epidemiologické zásahy.
• Prevence: informace vedou k lepším opatřením v managementu chovu (hygiena, karanténa, omezení medikovaných krmiv při přepravě), redukci rizika zavlékání rezistentních determinant importem okrasných ryb a zlepšení praxe v RAS (optimalizace denitrifikace).

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekávané směry rozvoje a aplikace v oblasti AMR v akvakultuře:

• Rozšířené využití WGS a metagenomiky pro rutinní monitoring rezistence a sledování přenosu genů mezi prostředím a patogeny.
• Vyvíjení alternativ k antibiotikům: vakcíny, bakteriální fágy, probiotika a prebiotika, antimikrobiální peptidy.
• Optimalizace RAS technologií včetně účinné denitrifikace, která sníží podmínky podporující horizontální přenos.
• Harmonizace interpretativních kritérií (breakpoints) pro akvakulturní bakterie a standardizace testovacích protokolů na národní i mezinárodní úrovni.
• Integrace dat z akvakultury do One Health rámce — propojené sledování v živočišné výrobě, vodním prostředí a lidské medicíně.
• Posílení regulace a kontroly obchodu s okrasnými rybami s ohledem na riziko zavlékání rezistenčních determinantů.

Závěr

Souhrn dat z ČR ukazuje, že multirezistentní bakterie jsou běžné zejména v sektoru okrasných ryb a transportní vodě, zatímco u užitkových (konzumních) ryb je zoonotické riziko pro člověka obecně nižší. Hlavními mechanizmy šíření rezistence jsou mobilní genetické elementy (integrony I. třídy, plazmidy) a prostředí podporující horizontální přenos (biofiltry, přepravní nádrže). Pro minimalizaci rizik je nezbytné kombinovat cílenou diagnostiku, zlepšenou biosekuritu, omezení a regulaci používání antimikrobik a zavádění alternativních přístupů léčby. Důležitá je také edukace chovatelů, obchodníků a uživatelů akvárií o hygieně a bezpečném zacházení s vodou a rybami.

Reference

1. Wei, et al. 2024. Proportion of bacterial family-specific sequences in biofilter DNA and the role of incomplete denitrification in accelerating conjugative spread of resistance genes. Science of The Total Environment, 934:173268.
2. Vaibarová, V., et al. 2024. Genetic and phenotypic diversity of Flavobacterium psychrophilum isolates from Czech salmonid fish farms. BMC Microbiology, 24:352.
3. Geržová, L., et al. 2014. Characterization of microbiota composition and presence of selected antibiotic resistance genes in carriage water of ornamental fish. PLoS ONE, 9(8):e103865.
4. One Health Trust. 2017. Report on antimicrobial use in aquaculture (data summary: 10 259 t used in 2017; odhad 13 600 t do 2030).
5. FAO. FishstatJ. World aquaculture production statistics. (Accessed 14/11/2025).
6. Integrated Fish Farming and “Waste as Feed”. Reviews in Aquaculture, 15 (2022) 2:568-578.