В растениеводстве США для ликвидации болезней, вызванных бактериями, у фруктовых, овощных и некоративных культур применяется стрептомицин, и для некоторых фруктовых культур – окситетрациклин. Первоначально оба антибиотика использовали для лечения только бактериальных инфекций, однако, оказалось, что стрептомицин может применяться в небольших дозах также для лечения заболеваний, вызванных водной плесенью, а окситетрациклин – заболеваний, вызванных фитоплазмами. Сравнительно новые антибиотики – касугамицин и валидомицин используются исключительно в сельском хозяйстве для борьбы с болезнью риса, вызываемой грибком, и другими болезнями растений грибковой этиологии.
В 1995 году в США для обработки фруктовых деревьев в основных штатах, занимающихся плодоводством, были использованы свыше 11 т стрептомицина и 6 т окситетрациклина. В стране было обработано 20% посадок яблоневых деревьев, 35%-40% - персиковых деревьев, 4% - грушевых деревьев. И хотя антибиотики в растениеводстве используются не так широко, как в медицине и ветеринарии, тем не менее, в последние десятилетия появились вредители растений, устойчивые к антибиотикам.
Так как антибиотики являются самыми дорогими пестицидами, используемыми для овощных и плодовых культур, и их эффективность ограничена, растениеводы должны удостовериться, что необходимые антибиотические вещества проявляют достаточную активность в отношении вредителя. Ограничить применение антибиотиков можно за счёт посадки растений, устойчивых к болезни, а в некоторых случаях привлекая методы биологического контроля, например, используя сапрофитные бактерии, являющиеся антагонистами патогенным бактериям. Механизм действия этих микроорганизмов на вредителей растений включает конкуренцию за питание, эффективную колонизацию ризосферы и листовых поверхностей. Кроме того, эти микрорганизмы синтезируют антибиотические вещества, стимулирующие рост растений. Однако этот метод биологической борьбы с фитопатогенными микроорганизмами развит слабо; лишь небольшое количество препаратов, полученных из бактерий и грибов, - антагонистах вредителей растений, - используется на практике. Поэтому, несмотря на усилия по ограничению зависимости от антибиотиков, они продолжают играть большую роль в лечении бактериальных инфекций у яблонь, персиковых деревьев, нектаринов.
Использование антибиотиков для овощных, плодовых, декоративных культур в США регулируется Агентством защиты окружающей среды. Предписания по типу одежды, обуви, респираторов и пр. при обработке антибиотиками обязательны для исполнения, в противном случае это считается нарушением федерального закона. В дополнение к федеральным законам, штаты имеют собственные законы по пестицидам, действующие сообразно сельскохозяйственной специфике каждого штата. Таким образом, хотя применение антибиотиков для растений значительно отличается от использования в терапии человека, и может даже осуществляться в неконтролируемых условиях, тем не менее фермеры связаны строгими обязательствами защиты здоровья рабочих и окружающей среды. Адвокатская группа защиты потребителей говорит о том, что применение антибиотиков в растениеводстве является непозволительной роскошью, которая может привести к снижению эффективности спасительных лекарств. Растениеводы, однако, защищают свою практику, ограниченную по масштабам, как они считают, и не угрожающими последствиями здоровью человека и окружающей среде. К сожалению, обе стороны не имеют чётких, убедительных доказательств своей точки зрения. С одной стороны, растениеводы экономически заинтересованы в использовании антибиотиков, находясь под постоянной угрозой, связанной с бактериальными инфекциями. Количество антибиотиков, используемых для контроля болезней растений, минимально, и за сорок лет их применения не было отмечено какого-нибудь значительного негативного влияния на здоровье человека. С другой стороны, медицинские эксперты столкнулись с проблемой потери эффективности ряда антибиотиков в клинике, использование которых контролируется гораздо более строго, чем их применение в фермерских хозяйствах.
Использование антибиотиков в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов привело к появлению бактерий, резистентных к антибиотикам, и передачи генов-переносчиков человеку. Два важных фактора влияют на появление и распространение устойчивости к антибиотикам: гены-переносчики и избирательное действие самих антибиотиков. Впервые в прессе эта проблема проявилась ещё 30 лет назад. В 1969 году Сван (Swan) комитет Великобритании сделал вывод о том, что не следует использовать антибиотики в качестве ростовых веществ, если они применяются при этом и в химиотерапии человека, и/или, если они проявляют перекрёстную устойчивость с антибиотиками, используемыми в медицине. Критерии для законодательства в странах Европейского Сообщества, соответствующие этой рекомендации, были опубликованы 10 лет спустя. Однако эти критерии были применены только к новым веществам, которые только вводили в практику к моменту принятия рекомендаций, но не к "старым", которые находились к тому времени в длительном использовании.
Позиции в отношении этой проблемы стран Европейского Сообщества и США значительно расходятся. Компетентные органы США пока не видят достаточной аргументации для запрещения использования пенициллинов или тетрациклинов в качестве стимуляторов роста. Однако лавинообразное нарастание бактерий, устойчивых к ванкомицину, самому эффективному средству, применяемому при лечении тяжёлых смешанных суперинфекций человека, начинает беспокоить научную общественность не только Европы, но и США.
Достаточно сказать, что одни и те же антибиотики или антибиотики одной группы в качестве стимуляторов роста употреблялись в большем количестве, чем при использовании в медицине в качестве терапевтических средств. Так, в Дании в 1994 году в терапии человека использовали 24 кг гликолипептидного антибиотика ванкомицина, в то время как животным скормили 24 т аналогичного препарата авопарцина, принадлежащего к этой же группе. В период с 1992 по 1996 год Австралия импортировала в среднем в год 582 кг ванкомицина для медицинских целей, и 62 т авопарцина для животноводства. Ванкомицин и авопарцин – антибиотики одной группы, имеющие сходные механизмы действия, а потому устойчивость к одному из них сравнима с устойчивостью к другому.
За последние 10 лет методы молекулярной идентификации бактериальных патогенов и их генов устойчивости стали мощным орудием в эпидемиологических исследованиях. Был получен конкретный материал по распространению устойчивости к антибиотикам от животных к человеку. Сегодня предметом активного обсуждения научной общественности, аграриев, правящих кругов и политиков является возможность применения антибиотиков в качестве стимуляторов роста.
У некоторых учёных были сомнения относительно того, что низкие концентрации антибиотиков влияют на возникновение устойчивости к антибиотикам у микроорганизмов с дальнейшим переносом этих микроорганизмов человеку, и, следовательно, возникновения устойчивости к антибиотикам у человека. Были получены убедительные доказательства этого влияния и переноса генов устойчивости человеку. Было показано, что скармливание окситетрациклина цыплятам привело к устойчивости к тетрациклину энтерококков (E. coli ) у цыплят и переносу устойчивости к тетрациклину от цыплят к обслуживающему персоналу.
В 1983 году в Восточной Германии окситетрациклин был заменён в качестве пищевой добавки на стрептотрицин, антибиотик стрептотрициновой группы. Этот антибиотик использовался на территории всей страны только в животноводстве. В 1983 году устойчивость к нему была незначительной. Двумя годами позже устойчивые бактерии появились в кишечнике свиней и в мясных продуктах. В 1990 годах устойчивые бактерии к стрептотрицину были выявлены в кишечнике фермеров-свиноводов, членов их семей, граждан из муниципальных областей и пациентов с инфекциями мочеполовой системы. Вероятно, эта устойчивость была приобретена через мясные продукты. В 1987 году была зарегистрирована устойчивость у других патогенных микроорганизмов, включая Shigella, микроорганизм, который распространён только у человека.
В связи с появлением и распространением устойчивости к антибиотикам объектом пристального интереса стали энтерококки. Энтерококки колонизируют кишечник человека и животных, легко приобретают гены устойчивости к антибиотикам и переносят их. За последние 5 лет энтерококки зарегистрированы среди пяти наиболее опасных патогенов. Несколько видов энтерококков привлекают внимание из-за развития устойчивости к антибиотикам гликопептидной группы, которые на сегодняшний день являются практически единственными достаточно эффективными химиотерапевтическими средствами в отношении сложных инфекций у человека.
У энтерококков известны три способа переносимой устойчивости к гликопептидам, среди них наиболее распространён способ передачи с помощью целого комплекса генов. В исследованиях был показан перенос устойчивости при использовании гликопептида авопарцина в качестве стимулятора роста в животноводстве. Микроорганизмы, устойчивые к гликопептиду, легко передаются людям через мясные продукты. Комплекс генов устойчивости был обнаружен у ряда устойчивых к антибиотику микроорганизмов различного экологического происхождения (человек, пищевые продукты, животные).
В результате указанных негативных явлений, использование авопарцина было прекращено в Дании в мае 1995 года, в Германии - в январе 1996 года и в остальных странах ЕС – в апреле 1997 года, в США этот антибиотик никогда не применялся. В конце 1994 года в ряде стран ЕС было установлено, что вода после промывания птичьих тушек была сильно заражена устойчивыми энтерококками. Однако уже к концу 1997 года было зафиксировано сокращение количества бактерий, устойчивых к авопарцину до 25% исследуемых образцов, в результате запрета на использование авопарцина. Параллельно отмечалось уменьшение носительства у людей с 12% в 1994 году до 3,3% к концу 1997 года. Таким образом, эти исследования прояснили потенциальную роль резервуара устойчивости к антибиотику, животноводства, в распространении её у человека.