抗菌素耐药性的大肠杆菌从肉鸡、猪和牛在大库马西的大都市,加纳

文摘

在全球范围内,中抗菌药物的耐药性食用动物正在上升。大肠杆菌牲畜,尽管共生体在自然界中,作为储层的抗菌素耐药性基因传播他们的潜力。本研究试图检查抗菌素耐药性的概要大肠杆菌在肉鸡、猪和牛在库马西的大都市和承办抗性的分子描述。粪便大肠杆菌隔离(n= 48)获得从10肉用鸡农场,(n从15养猪场= 43),(n= 42)从牛库马西屠宰场使用标准的细菌学的技术。Kirby-Bauer盘扩散法测试133年的敏感性大肠杆菌分离到15抗菌素。所有48个隔离从肉鸡提出对阿莫西林/克拉维酸和ceftiofur没有抵抗力。100%抗meropenem在猪和牛隔离观察。多药耐药性(MDR)动物组为95.8% (n= 46),95.3% (n= 41)和64.3% (n= 27)对肉鸡、猪和牛,分别。28隔离呈现表型耐aminopenicillins头孢菌素和筛查的存在extended-spectrum beta-lactamase (ESBL)基因的PCR。一个隔离从家禽和另一个牛阳性bla_CTX-MESBL基因。没有阳性bla_TEM等等_SHVESBL基因。同桌的大肠杆菌动物源食品代表了一个重要的储层的抗菌素耐药性转移阻力影响人类和动物致病性和不致病的微生物。有迫切需要研究所建立的常规监测机制和分子取向的抵抗这些生物。

1。介绍

抗菌素耐药性的惊人增长引发了全球主要卫生监管机构的反应。世界卫生组织(世卫组织)、粮食及农业组织(FAO)和世界动物卫生组织(OIE)最近把downstrategic计划理解和抑制对健康构成威胁的威胁和现有药物储备用于治疗人类和动物感染(1,2]。许多因素如滥用抗菌药物在人类和动物饲养,污水和废水处理植物,从化工生产工厂废水,动物粪便的应用在农场的土地上创造了条件,人类病原体与环境细菌的混合使基因动员和抗菌素耐药性的传播(3]。然而,抗菌素耐药性可能存在自然人群中,以前没有接触到抗菌素(4]。

大肠杆菌,虽然人类和牲畜的肠道共生的,作为水库抗菌素耐药性基因,因为他们接触到的压力应用于肠道菌群生物在它的生命周期(5]。因此,这些菌株可能获得一定的耐药基因和/或进行突变,可提高微生物体内平衡肠道环境中(6]。这些有益的共生微生物的变化可能造成的风险转移耐药基因通过污染人类排泄物的肉类及其它动物产品。因此很重要的一点是监测抗菌药物使用的影响发展的阻力在同桌的牲畜和选定的鸟类。

几项研究已经在加纳进行评估抗菌素耐药性的程度(7- - - - - -9),但只有少数看着抗菌素耐药性在食用动物10]。这项研究集中在确定抗菌素耐药性的共生的模式大肠杆菌在肉鸡粪便、猪和牛常用抗生素在人类和动物饲养库马西的大都市。

2。材料和方法

2.1。研究区域和人口

进行了横断面研究从2014年11月,2月,2016年更大的库马西阿散蒂地区的加纳。由于快速的城市化进程,大多数农场在大都市都搬到城郊社区。获得一个可靠的目标人群的代表,分层抽样方法被用来将库马西地区划分为两层;因此,农场在大都市和农场内的近郊城镇,以确保适当的表示农场在城市和周边城镇。这种效应,肉鸡和猪生产者得到的列表中随机选择两个阶层。总共10肉用鸡农场和15养猪场参与这项研究。库马西屠宰场是受雇于牲畜粪便的收集样品,因为它代表了更多的牛。

2.2。样品收集

三到四个新鲜粪便收集从每笔(肉鸡和猪)无菌作为一个单元到无菌袋。在屠宰场新鲜粪便的收集牛屠宰之前保存在一个围栏每周两次连续三周。所有的样品都是在无菌条件下输送与冰的有1 - 2小时内实验室进行进一步分析。

2.3。分离和鉴定大肠杆菌

五(5)克粪便样本接种到50毫升的缓冲蛋白胨水preenrichment和复苏的细菌可以在室温下坐在板凳上大约一个小时。培养液的直接裸奔了MacConkey琼脂(英国Oxoid)和孵化24小时37°C。疑似隔离粉色到红色殖民地被镀在伊红美蓝琼脂(EMBA)(英国Oxoid)和孵化24小时37°C。孵化后,隔离与绿色金属光泽受到生化测试API 20 e (Biomerieux Inc .)、法国)。

所有的确认大肠杆菌隔离是通过Kirby-Bauer纸片扩散法药敏测试,参照美国临床实验室标准协会(CLSI, 2015)标准。大肠杆菌(写明ATCC 25922)是用于质量控制。九抗菌素在肉鸡测试:氨苄西林(10μg),阿莫西林/克拉维酸(30μ链霉素(10 g)μ四环素(30克)μg)、环丙沙星(5μ萘啶酸(30克)μceftiofur(30克)μ磺胺(300克)μg)和甲氧苄氨嘧啶(5μg)。

十一抗菌素在猪和牛:氨苄西林(10μ四环素(10 g)μg)、复方磺胺甲恶唑(25μ头孢呋辛(30 g)μ氯霉素(10 g)μg),头孢曲松(30μg)、头孢噻肟(30μg)、环丙沙星(5μg)、阿米卡星(30μmeropenem (10 g)μg),阿莫西林/克拉维(30μg)抗菌素测试属于这些类:青霉素,喹诺酮类、氟喹诺酮类原料药,氨基糖甙类,大环内酯类,头孢菌素,phenicols,叶酸通路抑制剂和四环素。

2.4。耐药的分子描述隔离

确定耐药基因编码观察表型耐药,聚合酶链反应(PCR)进行了耐头孢菌素和aminopenicillin隔离检测存在的现有extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs)。bla ESBL底漆使用_CTX-M,bla_TEM,bla_SHV。协议被用作描述•et al。11]。

2.5。数据分析

抑制区抗菌剂被解释根据2015年CLSI标准采用WHONET软件(2015)。软件也被用来计算的百分比多药耐药性并确定抗菌素耐药性的隔离。Microsoft Excel(2013)被用来生成其他统计数据。

3所示。结果

总共有133大肠杆菌分离得到的三个动物组:36.1% (n从肉鸡= 48),32.3% (n从猪= 43),31.2% (n从牛= 42)。

3.1。电阻的烤焙用具隔离模式

(n= 48 100%)隔离从肉鸡没有任何抵抗的阿莫西林/克拉维酸和ceftiofur(表1)。隔离是高度耐磺酰胺类和四环素(95.7%),与温和抵抗萘啶酸(61.7%)和环丙沙星(23.4%)。

占主导地位的形象,ampicillin-streptomycin-tetracycline-sulfonamide-trimethoprim和环丙沙星/萘啶酸,有一个总数的13个隔离代表25.5%的烤焙用具隔离测试(表2)。

3.2。电阻的猪和牛隔离模式

所有的抗菌素对粪便进行测试大肠杆菌从猪(n= 43),完整的电阻对meropenem(100%)被记录。氨苄青霉素抗性被记录在隔离的95.3%。没有隔离显示耐头孢曲松和阿米卡星(表3)。两个配置文件,meropenem-ampicillin-cefuroxime meropenem-tetracycline-ampicillin-cefuroxime,比例最高18.6%的猪隔离测试。共有17个资料观察测试粪便分离后11抗菌素。

大肠杆菌从牛(n= 42)提出了不耐庆大霉素、环丙沙星。然而,氨苄青霉素抗性是54.8%,而meropenem 100%耐药与耐四环素记录11.9%(表3)。17资料观察猪排泄物的隔离(表4),而牛隔离有24个不同的电阻配置文件(表5)。

3.3。多药耐药性(MDR)在各种动物群体

多药耐药性(MDR)在我们的研究中定义为抵抗抗菌素的三个或更多的类。研究显示不同模式下的三个动物组耐多药耐药性从3到7抗菌类(图1)。肉鸡记录95.8% (n= 46)耐多药,95.3% (n猪= 41),64.3% (n=牛(图27)1)。

4所示。检测ESBL Aminopenicillin和头孢菌素耐药的基因大肠杆菌

28大肠杆菌分离株耐氨苄青霉素和头孢菌素基因筛查ESBL的存在(CTX-M、TEM和SHV)。法制局_CTX-M基因被发现在两个分离株(7.1%),分别从牛(11.1%)和烤焙用具(10%)。没有积极的隔离bla_SHV等等_TEM基因测试。

5。讨论

共餐者的数量大肠杆菌是众所周知的遗传物质的丰富水库可用不致病的和致病性细菌池(12),构成威胁的抗菌素耐药性在动物和人类的发展13]。在这项研究中,一些常用抗菌素在人类和动物记录高抗性。

四环素记录一个重要的阻力水平在所有食品动物群体的研究。大肠杆菌从肉鸡显示95.7%的阻力,其间猪和牛显示阻力分别为44.7%和11.9%。在全球范围内,电阻的青霉素、四环素和磺胺类药是长期抗生素在动物生产中普遍存在(14]。这个故事并没有太大的不同是在加纳(15,16)表示,四环素在家禽中最常用的抗菌药物。因此,高水平的耐四环素可能反映了在家禽中抗菌素的使用和滥用。

大肠杆菌氨苄青霉素抗性观察是在所有三个动物组高95.7%的抗猪隔离是紧随其后的是烤焙用具隔离(80.9%)和牛分离株(54.8%)。高患病率可能是由于药物的长期使用以及其在畜牧业长期存在。还有大多数农民依靠他们的经验的因素以及输入来自其他农民比傲慢兽医人员的服务(15,17,18),他们认为更昂贵的药物管理他们的动物尤其是家禽;因此,这两个类中的表观电阻是抗菌素。牛的温和抵抗可能与罕见的抗菌素的使用,主要用于治疗目的的物种(19]。

一般来说,氟喹诺酮类耐药性最高隔离从肉鸡(23.4%)比那些来自猪(2.4%)和牛(0%)。环丙沙星很少用于猪在加纳农业(20.];然而,它是用于家禽行业。虽然不是一个关键的抗菌药物在动物养殖的高发病率阻力是一个担心的原因,因为研究显示某些抗的基因组之间的紧密联系大肠杆菌在人类和肉鸡(21]。环丙沙星和萘啶酸在其他的研究中被证明是coresistant;因此,quinolone-nalidixic酸作为筛选剂用于在大多数研究fluoroquinolone-ciprofloxacin抵抗。研究有关萘啶酸盘扩散阻力伤寒沙门氏菌株高MIC值高达10折叠在同一菌株对环丙沙星(22]。因此,值得注意的是,环丙沙星(阀瓣扩散)的抗性在这项研究可能相对较高测试麦克风的方法时,一些敏感/中间隔离可能显示阻力。喹诺酮和氟喹诺酮类耐药性可能归因于歧管喹诺酮突变的存在目标的隔离23]。

第三代头孢菌素、ceftiofur指定由粮农组织作为兽医使用[抗菌立意24在烤焙用具隔离)记录没有抵抗。会计因素可能不可用这个特殊的药物在加纳动物农场生产。,然而,从一开始就期望的可能性至少观察研究的某种程度的耐头孢菌素。头孢呋辛,第二代头孢菌素,据报道有一定程度的抵抗在肠杆菌科隔绝食用动物在加纳(19]。头孢呋辛和头孢噻肟(第三代头孢菌素)的阻力,但是,观察到在牛和猪25]。

最常见的耐药模式观察AMP: STR: TCY:瑞士:CIP: TMP:最终对肉鸡、MEM: AMP: CXM为猪、牛和MEM: AMP。抗菌类现有的这是青霉素,链霉素,氟喹诺酮类原料药、喹诺酮类,叶酸通路抑制剂,和第二代头孢菌素。这些都是非常重要的人类抗菌类(青霉素、氟喹诺酮类原料药、头孢菌素)等这些微生物种群和人类之间的相互作用通过食物/肉类消费和处理动物的屠杀(农民)构成高危人口考虑耐药基因的转移通过移动遗传元素。目前,一些研究在加纳报道肉制品微生物污染;这可能是一个对社区获得性感染源如果不妥善处理这些产品,煮之前消费(26,27]。

抗菌类被用于比较多药耐药性的食物动物组织,这是定义为隔离有显示抵抗抗菌素的三个或更多不同的抗菌类。肉鸡显示比例最高的隔离多药耐药性(95.8%),紧随其后的是猪(95.3%)和牛(64.3%)。这一发现虽然低对应Donkor et al。(19),粪便大肠杆菌家禽的起源了100%的多药耐药性。类似的研究在尼日利亚进行(28)、肯尼亚(29日),和世界上的其他地方也发现耐药细菌在食用动物,可以转移电阻通过食物链对人类。

至少从牛一般抗菌素耐药性模式呈现患病率(64.3%)比其他两个动物组织在这个研究。抗菌剂主要是用于治疗目的的牛和预防的目的,但是这是大多牛断奶后停了下来。在非洲广泛饲养方式,最有可能消除动物之间的阻力因素的简单转移,也可以考虑低电阻。它已被证明在一些研究中,小牛有较高耐抗菌素比牛30.),这就解释了结果,成熟,准备宰杀牛在本研究抽样。尽管如此,一些关键的抗性观察包括耐氨苄西林(54.8%)和头孢呋辛(26.2%)与meropenem记录牛100%抗分离测试。碳青霉烯耐药的肠杆菌科是新兴人类在加纳31日,32],与当前识别这些趋势的动物,必须采取谨慎减少转移的基因在人类这种动物界面这些机制仍知之甚少。

ESBL阻力已经记录在食用动物在非洲的大部分地区,和最主要的一个是CTX-M基因(33,34]。在加纳,ESBL基因已经被孤立的从肉27]。可能的人类和动物之间的这些基因交换的治疗可能引起动物和人类中常见的感染导致最后的抗菌药物的使用。

6。结论

研究显示高发病率的抵抗常用抗菌素在畜牧业和人类医学。由此产生的阻力资料显示模式,反映了使用和滥用抗菌素的畜牧业最少的使用或不存在的抗菌素呈现低或根本没有抵抗抗菌素。研究建立了,同桌的大肠杆菌食用动物的抗菌素耐药性的重要储层提供不同方面的阻力由于暴露于抗生素以及收购抗性基因尤其是通过移动遗传元素。增加监控食品动物必须保证创造一个更美好的画面和建议决策者决策。

数据可用性

研究中使用的所有数据是可用的手稿。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者感谢DANIDA(丹麦国际发展援助)支持本研究通过抗菌药物耐药性的监测和评价项目(adm)。作者感谢Eric Acheampong和娜娜Aboagye Acheampong(选项卡,KNUST)技术支持。农民和屠宰场工人给他们同意进行研究也表示赞赏。

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