文摘

乳制品反刍动物奶为细菌增殖提供了有利环境。在动物中,这些细菌暴露于抗生素的过度使用已经导致增加耐药性的情况下。一个横断面研究在牛奶和奶制品贩卖假Juja北面,肯尼亚,以确定细菌和抗菌谱的患病率葡萄球菌种虫害和大肠杆菌。共有169个牛奶样本从各种渠道获得研究区。牛奶样本细菌培养和孤立被确定使用标准的细菌学的程序。各种细菌物种(15)被隔离在不同比例。葡萄球菌种虫害和E。杆菌被孤立的从收集到的样本的25.4%和11.8%,分别。最多数量的葡萄球菌种虫害是孤立的从原料奶(n= 34),而最多的E。杆菌从发酵的牛奶分离(n= 15)。葡萄球菌种虫害和E。杆菌使用CLSI隔离受到药敏测试指南。的葡萄球菌种虫害隔离是高度耐青霉素G(93%),但容易诺氟沙星(100%)、庆大霉素(90.6%),和氯霉素(86%)。E。杆菌隔离是高度耐头孢氨苄(85%)和头孢他啶(60%),但容易氯霉素(100%)、诺氟沙星(95%)、庆大霉素(95%)、阿奇霉素(95%)和头孢吡肟(80%)。此外,44.3%的葡萄球菌种虫害和50%的大肠杆菌隔离有多种抗生素耐药性(MAR)指数大于0.2。这意味着这些细菌是高风险与当前抗生素细菌的治疗将是一个挑战。高患病率和多药耐药性所示的模式葡萄球菌种虫害和E。杆菌孤立从奶制品Juja北面突出正确处理的重要性和处理的牛奶从农场到消费者身上。这将反过来减少人畜共患耐多药细菌转移的可能性。

1。介绍

乳制品反刍动物奶的营养含量高使其有利于细菌生长。细菌,如大肠杆菌和葡萄球菌仕达屋优先计划。,可以在牛的乳房导致乳腺炎的发生(1,2]。这些细菌传播到乳制品动物从环境中,在挤奶过程中当挤奶器的手或挤奶设备缺乏足够的卫生或沿着牛奶产品生产链通过受污染的水或器具使用的供应商(3]。人类可以随后使用这些细菌导致的疾病。

细菌E。杆菌牛奶中是非常重要的安全与健康,贴上排泄物污染的指标,卫生措施不足,和牛奶中处理实践4]。这种细菌是最常见的原因之一,肠道感染和腹泻疾病(5)使其成为第二大全球儿童死亡的病原体(6]。抗生素耐药性的出现和传播加剧造成的发病率E。杆菌。葡萄球菌种虫害影响人类健康是最重要的病原体与葡萄球菌中毒最常见的食源性疾病(7]。虽然葡萄球菌种虫害从乳制品不致病的他们可以成为投机取巧和引起院内感染8]。

因为积极的使用和滥用抗生素,我们建立了细菌等葡萄球菌种虫害和E。杆菌越来越耐药(9,10]。例如,在肯尼亚开展的研究报道多药耐药性从18%到34%不等葡萄球菌种虫害孤立从牛奶的奶牛11]。它还报道原料奶样品从埃塞俄比亚耐多药E。杆菌(12]。这些耐药细菌可以被转移到人类通过牛奶产品被污染,掺假,或未经高温消毒的13]。

非洲可能较重的抗菌素耐药性比世界其他地区(AMR),因为监测数据稀缺,一些报告只给一小部分的实际情况14]。根据非盟为控制抗菌素耐药性框架(2020 - 2025)的努力抵御抗菌素耐药性,其中一个主要目标是提高食品检测病原体的数量及其耐药模式。当前的研究试图评估细菌存在于牛奶和抗菌的模式葡萄球菌种虫害和E。杆菌与原料奶和奶制品销售Juja北面,肯尼亚。研究领域的特点是城市和城郊奶牛的保持。

2。研究区域

我们进行这项研究的5个病房Juja北面(Juja、Withethie Murera, Kalimoni,和θ)Kiambu县的肯尼亚。Juja北面位于内罗毕以北30公里的地理坐标1°11′0“南和37°7′0”。研究区有300948居民平均家庭规模为2.9。它的土地面积342平方。公里(15),海拔1519米,气候属于温带和温暖。此外,它有一个平均温度18.8°C。Juja北面大约有1457家庭饲养5084异国情调的奶牛和1148家庭饲养9417土著牛16]。在Juja北面,有一个不断增长的人口的牛奶需求在一定程度上满足了小型乳品城郊农业。

2.1。牛奶样品的收集

目前的研究使用横断面设计收集样本的奶制品5病房Juja北面。样本大小是决定使用公式调整为小群体(17]。

使用这些公式,最小样本量是150年。这项研究计划收集相同数量的样本但不同的牛奶类型的可用性导致的差异。在最近的研究中,我们一共收集了169个样本牛牛奶不同门店的产品和制造商的主要道路和市场病房(表1)。UHT-packed牛奶取样包括两个不同品牌的牛奶最卖5病房内。

表1
牛奶产品取样Juja北面,肯尼亚(n= 169)。
2.2。细菌的形态特征

我们接种牛奶样品到羊血琼脂(HiMedia、印度)和MacConkey琼脂(英国Oxoid)。简单地说,100年μl牛奶样本接种到5%的羊血琼脂和MacConkey琼脂。为葡萄球菌种虫害和E。杆菌,我们培养分离出如前所述18,19]。为葡萄球菌种虫害离散殖民地从羊血琼脂亚文化对甘露醇盐琼脂(英国Oxoid)。殖民地出现粉红色或甘露醇发酵生产pH值改变甘露醇盐琼脂的颜色从粉红到黄色弥漫了葡萄球菌spp。20.]。为E。杆菌,离散亮粉色殖民地MacConkey琼脂的亚文化到伊红美蓝琼脂(英国Oxoid)。它弥漫了殖民地生产绿色金属光泽与黑暗的有核中心E。杆菌殖民地(20)。我们都耗氧孵化板块在37°C 18 - 20小时。

2.3。使用MALDI-TOF鉴定细菌

所有隔离细菌和假定葡萄球菌种虫害和E。杆菌细菌被Matrix-assisted进一步确定激光解吸电离时间飞行质谱分析(MALDI-TOF)使用过程描述(21用细微的修改。短暂,一夜之间离散殖民地的细菌分离牛奶样本选择使用无菌吸管从培养皿技巧和添加到0.5μl 25%的甲酸。这个混合物是FlexiMass-DS抹上TM一次性高分子板和0.5μl的矩阵,α-cyano-4-hydroxycinnamic酸(CHCA)补充说,板插入MALDI-TOF设备。分析了细菌菌落使用iDplus Axima信心Reflectron(日本岛津公司生物技术,日本)以积极的线性模式(2000 - 20000 m / z范围)。每一个细菌的光谱资料,生成由MALDI-TOF检测蛋白质的部分设备,作为每一个独特的指纹细菌和在光谱存档和搜索对SuperSpectra微生物识别系统(SARAMIS)数据库进行细菌鉴定。

2.4。抗生素敏感性试验

孤立的抗生素敏感性试验葡萄球菌种虫害和E。杆菌细菌是根据CLSI指南(22]。为葡萄球菌spp。他们对7抗生素(青霉素G,庆大霉素、阿奇霉素、红霉素、四环素、氯霉素、诺氟沙星)含量进行了测定。为E。杆菌细菌,对12种抗生素(无氨苄青霉素,头孢氨苄,头孢西丁头孢他啶,头孢吡肟,庆大霉素、链霉素、阿奇霉素、四环素、氯霉素、诺氟沙星)含量进行了测定。我们购买的所有抗生素Oxoid(英国Oxoid)。大肠杆菌写明ATCC 25922和S。葡萄球菌写明ATCC 25923从肯尼亚医学研究所获得的菌株被用作参考。

2.5。3月指数测定

多种抗生素耐药性(MAR)指数计算使用以下公式: ,“一个总数”是特定细菌的抗生素耐药和“b“抗生素对细菌的总数测试(23]。

2.6。数据分析

我们所有的数据输入到MS Excel(微软、美国),使用SPSS 28(微软、美国),计算所有使用描述性统计频率和百分比。我们分析了牛奶中细菌患病率的差异产品和病房使用弗里德曼测试随后Wilcoxon符号秩和Bonferroni调整测试。我们将统计显著性水平为0.05 。

3所示。结果

3.1。流行的细菌在不同的牛奶和奶制品

基于不同的蛋白质,作为结构和功能部件的隔离细菌,产生的各种独特的光谱MALDI-TOF设备导致15种细菌的识别不同的患病率从130年(76.9%)(表169收集牛奶样品2)。最常见的细菌孤立的年代。sciuriE。杆菌、肠杆菌属cloaceae、粘质沙雷氏菌年代。saprophyticus,和肠杆菌属asburiae。牛奶细菌患病率最低的类型是UHT-packed牛奶(6.7%),其次是酸奶(8.3%)。有一个统计上的显著差异(χ2(4)= 45.916, )在牛奶中细菌的流行产品。原料奶有显著提高 细菌的比例与酸奶相比,UHT-packed牛奶,巴氏杀菌奶。

表2
流行的各种细菌隔绝不同商店出售的牛奶和奶制品在Juja北面,肯尼亚。
3.2。流行的细菌在牛奶和奶制品从各种各样的病房

分离出细菌的患病率从牛奶5病房的Juja北面如表所示3。在降序排列,大多数的细菌分离得到从Murera乳制品抽样,其次是Juja,θ,和Kalimoni病房,至少从Withethie病房。没有统计上的显著差异在细菌的患病率与原产地病房的牛奶从特定的病房(χ2(4)= 7.914, )

表3
流行的细菌隔绝不同商店出售的牛奶和奶制品的病房Juja北面,肯尼亚。
3.3。孤立的阻力葡萄球菌仕达屋优先计划

的葡萄球菌种虫害隔离显示高耐青霉素G(93%),但很容易诺氟沙星,庆大霉素和氯霉素(表4)。只有2隔离(S。saprophyticus和S。warneri)从UHT-packed牛奶容易所有抗生素。的耐药模式孤立葡萄球菌spp,见表5显示大部分的隔离是耐青霉素g .耐药模式进一步显示,92.8% (n= 13)的孤立的年代。saprophyticus是只对青霉素耐药。唯一的孤立的年代。xylosus有抗药性的细菌也只对青霉素、庆大霉素、红霉素、阿奇霉素、四环素。此外,3月指数的葡萄球菌种虫害显示,44.3% (n= 10)的孤立葡萄球菌种虫害3月大于0.2。

表4
抗生素耐药性的葡萄球菌spp。(n= 43)隔绝不同商店出售的牛奶和奶制品在Juja北面,肯尼亚。
表5
抗生素耐药模式显示葡萄球菌种虫害隔绝在Juja各个网点牛奶和奶制品的北面,肯尼亚。
3.4。抗菌谱的孤立大肠杆菌

E的抗菌谱。杆菌牛奶和奶制品的隔离Juja北面如表所示6。E。杆菌隔离表示最高耐头孢氨苄(85%)和对氯霉素敏感性最高(100%)。的耐药模式E。杆菌隔离(表7)显示,95%(19/20)对至少一种抗生素有耐药性。阻力最大的抗生素被证明头孢氨苄(85%),其次是头孢西丁(50%)。只有一个E。杆菌分离是容易12抗生素。我们发现有一个整体降低抵抗头孢菌素头孢菌素的生成增加。此外,3月指数E。杆菌隔离显示,50% (n= 10)3月指数大于0.2。

表6
抗菌谱的E。杆菌(n= 20)隔绝不同商店出售的牛奶和奶制品在Juja北面,肯尼亚。
表7
抗生素耐药模式显示由E。杆菌。与牛奶和奶制品从各种渠道Juja北面,肯尼亚。

4所示。讨论

我们目前的研究偏向调查的患病率细菌的抗菌谱葡萄球菌种虫害和E。杆菌细菌隔绝不同商店出售的牛奶和奶制品在Juja北面,肯尼亚。产品卖给一个城市设置高的人口。各种非洲联盟等机构和粮食及农业组织(粮农组织)呼吁监测研究牛奶中细菌的发生,导致污染和出现不同的调教的AMR制定干预策略(24,25]。

目前的研究表明,高比例的牛奶样品与不同的细菌污染。这是看到原料奶细菌的比例最高。细菌污染的原料奶在挤奶过程中,由零售商、处理或存储在贫穷的条件下。如此高的比例的原料奶样品细菌污染令人担忧。在最近的一项研究在城市和城市周边中心在肯尼亚,86%的奶是生(26]。牛奶小贩在这个营销渠道收集后就更难酷或保存牛奶从奶农。因为农民很少观察抗生素撤军时间,牛奶也可以抗多种细菌抗生素用于治疗乳腺炎和其他动物疾病。除了内罗毕县,原料奶是最消耗牛奶类型农村和城市消费者在肯尼亚(27]。这种偏好的主要原因之一是低价格的原料奶,这是便宜60 - 70%相比,巴氏杀菌奶(28]。在坦桑尼亚和肯尼亚进行的一项研究显示,消费者更喜欢生奶UHT-packed牛奶,因为他们认为后者包含添加剂(29日]。其他人更喜欢生牛奶,因为他们可以买到他们所需要的大量的牛奶,而不是UHT-packed牛奶,这是销售相对规模小的标准型。使用巴氏杀菌奶然而推荐,因为它减少了细菌负荷水平(30.在目前的研究)。

目前的研究表明,只有少数巴氏杀菌奶样品E。杆菌、类似于研究来自伊朗,记录E。杆菌只有9%的巴氏杀菌牛奶样品中(31日]。然而,这是与牛奶的患病率更高采样在巴西从类似的环境。在这项研究中,一个E。杆菌患病率41.1%,巴氏杀菌奶。此外,在加纳,E。杆菌患病率在巴氏杀菌奶被观察到78%32]。流行的这种差异的原因可能是,在目前的研究中,巴氏杀菌奶从牛奶分配机器出售,而在后者中,巴氏杀菌奶是在公开市场出售的容器。

在当前的研究中,大多数的E。杆菌隔离是孤立的从发酵的牛奶(玛拉)。玛拉在当地这些牛奶是由发酵(33]。因此,高百分比的E。杆菌分离出这种牛奶可能是由于穷人的牛奶在制备过程中处理技术。此外,E。杆菌细菌是不好的卫生习惯甚至排泄物污染的指标(34]。在肯尼亚,人往往会消耗更多的发酵奶产品,如叶,可能面临风险。

这两个葡萄球菌种虫害和E。杆菌从采样酸奶产品并不是孤立的。同样,在其他的研究在伊朗和布基纳法索、低或没有E。杆菌酸奶中分离的样品(35,36]。低的原因的复苏从酸奶的乳酸菌作为起动文化生产酸奶具有抗菌效果和属性对E。杆菌(37]。

在最近的研究中,葡萄球菌本地种虫害最耐青霉素g, 100%的葡萄球菌种虫害孤立从牛奶乳制品山羊在Juja和锡卡个县被证明是耐青霉素G (10]。耐青霉素G的高速率的研究是一致的葡萄球菌种虫害在贝宁,100%的手工乳制品葡萄球菌种虫害是耐青霉素G (38]。此外,葡萄球菌种虫害在当前的研究中非常容易氯霉素,并同意一项研究相似的细菌从未经高温消毒的牛奶在南非,但对氯霉素的敏感性为93.7%。的葡萄球菌种虫害在当前的研究中较低耐庆大霉素(7%)和诺氟沙星(0%)。同样,在唯一的研究描述乳腺炎Juja北面(39),葡萄球菌种虫害从牛奶抵抗庆大霉素6%。此外,当前的研究同意这项研究在原料奶来自肯尼亚葡萄球菌种虫害耐氟喹诺酮类原料药4%和5.4%耐庆大霉素(11]。与这些较低的百分比,我们可以假设,从研究区域易受细菌抗生素诺氟沙星和庆大霉素因为这些可能不是经常用于治疗感染奶牛。E。杆菌隔离在当前的研究中非常容易氯霉素,也类似于研究[39),诺氟沙星、庆大霉素和阿奇霉素。研究这些结果是相似的生奶销售市场在埃及(40]。目前的研究报道E的阻力。杆菌年长的一代又一代的头孢菌素分离。这些β内酰胺抗生素的抗生素用于治疗乳腺炎在肯尼亚(41)因为一些有效的抗生素替代品存在治疗乳腺炎。

3月指数已经被证明是一个低成本的方法来确定一个高风险感染源细菌中特定抗生素常用(42]。当前的研究表明,44.3%的葡萄球菌种虫害和一半的E。杆菌隔离了3月指数大于0.2指示这些隔离在高多重耐药性使其高风险的细菌。阻力可能来自牛已经反复使用抗生素治疗,从而获得耐多药的细菌可能会传染给人类。这是一个呼吁关注66.2%和55%的肯尼亚人食用生奶每天至少一次在农村和城市家庭,分别为(33]。

在人类,AMR的高负担明显,回顾O 'Niell [43预测,将有大约400万人类在非洲的死亡归因于antimicrobial-resistant细菌2050年投入使用。目前的研究表明,孤立的葡萄球菌的细菌都是缺点,其中一些是耐多药。耐多药葡萄球菌种虫害也出现了,并在全球范围内成为一个公共的问题(44),一些原因被他们培养时间短,能够产生毒素(45]。葡萄球菌仕达屋优先计划。抗菌素耐药性,尤其是那些已经开发出可以被转移到人类通过牛奶产品被污染,掺假,或未经高温消毒的13]。葡萄球菌种虫害发生在发现了牛的乳腺,可以很容易地传递给供人类消费的牛奶和奶制品(2]。在他们的研究(39),葡萄球菌种虫害(56.7%)是最普遍的细菌分离从牛奶的奶牛隐性乳房炎在同一研究领域当前的研究。从当前研究中,四种葡萄球菌。saprophyticus,年代。warneri,年代。xylosus,和S。sciuri,都被列入人类骨科感染的病原体(46]。此外,由于乳制品污染食物中毒的缺点已经被报道在摩洛哥[47)与食物中毒爆发由于缺点在巴西的报道48]。

大肠杆菌群也与牛奶和奶制品在各种媒体Juja北面,肯尼亚。其中包括E。杆菌C。freundii,K。肺炎E。下水道,E。asburiae,和粘质沙雷氏菌。这些大肠杆菌群的存在可能指向低卫生条件公开出售的牛奶和奶制品的对消费者构成潜在风险,这些大肠杆菌群孤立(49]。已经观察到E。杆菌隔绝乳制品原料奶还会影响人类的健康通过毒素的产生18)如志贺毒素的产生。杆菌生产verocytotoxins,引起严重的人类疾病如出血性结肠炎(50)或危及生命的并发症包括肾脏损害和肾功能衰竭(51]。

5。结论

目前的研究表明,两种葡萄球菌种虫害和E。杆菌在牛奶中细菌普遍销售Juja北面,肯尼亚,生牛奶被污染最严重。因为这些细菌是高度普遍缺乏良好的卫生习惯或妥善处理,街头小贩和奶农都应该被训练策略来提高牛奶的卫生措施处理。类似于当地其他的研究,大多数的葡萄球菌种虫害隔离从牛奶产品耐青霉素G,但都容易诺氟沙星。因此,研究中观察到的其他(10),目前青霉素G是一个不合适的药物治疗乳腺炎在该地区虽然诺氟沙星或庆大霉素可能更好的药物治疗引起的乳腺炎葡萄球菌种虫害的亚临床乳腺炎的研究(39在Juja北面,肯尼亚。E。杆菌孤立的乳制品,最有效的药物包括庆大霉素、阿奇霉素、诺氟沙星和氯霉素。然而,抵抗对头孢菌素很明显的让他们不那么好的药物引起的乳腺炎E。杆菌在研究区域。在同一研究领域当前的研究,Kagira et al。39患病率43.3%的亚临床乳腺炎奶牛的乳房,意思可能抗生素干预农民。需要更多的研究来确定研究区农民使用的抗生素种类和肯尼亚,肯尼亚的AMR可以很容易地映射。这些信息会通知有关AMR的控制政策。当前的研究强调了细菌的重要性在研究地区的牛奶和奶制品,强调需要适当的处理和加工的牛奶和传输这些耐药细菌的可能性的人类。应该在该研究领域进行研究,以确定潜在的抗药性细菌穿越对于障碍,导致人类不易治愈的感染。

数据可用性

原始数据用来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

作者想表达他们的感谢研究所的基础科学,技术和创新,泛非大学(PAUSTI),非洲大挑战项目,乔莫•肯雅塔大学农业和技术经济上赞助这项研究。