文摘
E。杆菌O157: H7是最剧烈的食源性致病菌之一。本研究的目的是孤立大肠杆菌O157: H7,确定毒性基因的生物体,并评估隔离的药敏模式从牛肉胴体样本Bahir Dar的城市。拭子样本(n= 280)收集从牛的尸体在屠宰场屠宰和加工使用山梨糖醇MacConkey琼脂碲化头孢克肟补充和确认乳胶凝集试验。聚合酶链反应进行分离株毒力基因的检测stx1,stx2,hlyA,运算单元。药敏测试都使用了磁盘扩散法。280样品加工,25(8.9%)隔离是积极的。25隔离受到分子检测,8(32%)和14(56%)隔离stx1和stx2基因,分别;从这些5(20%)隔离都基因志贺毒素的生产。相比于其他毒性基因相对更高比例的18(72%)隔离着hlyA基因。只有5(2%)隔离是积极的运算单元。电阻被发现在所有25(100%)隔离和3对克林霉素(12%)和甲氧苄氨嘧啶,分别。本研究的结果强调了对公众健康潜在的威胁。屠宰场工人需要注意对病原体和应该遵循适当的实践来防止污染的肉供人类食用。
1。背景
食源性致病菌是疾病和死亡的主要原因之一。他们施加沉重的负担花费数十亿美元的医疗服务,社会成本,和国家整体经济和基础设施的影响1- - - - - -3]。发展中国家包括埃塞俄比亚更容易受到食源性疾病主要是由于有关安全、卫生的食品缺乏认识实践(4]。每年约有200万人死于因疾病发展中国家食源性病原体包括埃塞俄比亚(2,4]。
在致病E。杆菌株、肠出血性E。杆菌O157: H7是最致命的食源性菌株出血性结肠炎的主要原因(HC)、溶血性尿毒症综合征(HUS),血栓性血小板减少性紫癜(TTP)的人类。这些疾病可能导致死亡由于不当的某些组织营养的吸收和破坏靶器官(5,6]。产生一个或多个志贺毒素的能力的一个特点E。杆菌O157: H7感染(7]。
志贺毒素是一家庭相关的毒素与两大集团,志贺毒素1 (stx1)和志贺毒素2 (stx2),基因表达的水平被认为是通过噬菌体,并编码stx1和stx2基因,分别5,8]。此外,enterohemolysin [9]和intimin [10),编码hlyA和运算单元基因,分别是细菌的毒力因素的另一种形式(7]。
据估计,志贺产毒大肠杆菌(STEC)导致全球每年有2801000急性疾病,可能导致3890例溶血性尿毒综合征病例和270例终末期肾病(3,11]。
牛的主要水库E。杆菌O157: H7,牛肉和牛肉产品被确定为食源性传播的主要来源。尸体污染通过皮肤尸体或粪便尸体转移发生在屠宰过程中病原体的加工厂(12,13]。移除胃肠道的过程在屠宰动物的食物被认为是最重要的一个来源的尸体和器官在屠宰场(细菌污染14]。除了胃肠道污染来源,淋巴结在尸体也作为细分市场的E。杆菌O157: H7的持久性,从而尸体污染的来源(15]。
与疫情相关的临床意义和经济负担所致E。杆菌O157: H7导致了各种检测方法的发展。这些包括常规细菌学的方法的应用程序使用选择性的媒体如山梨糖醇MacConkey琼脂或显色琼脂,通常需要好几天才能完成,和分子检测,如基于聚合酶链反应(PCR),方法,微阵列和全基因组测序。这些分子的方法,PCR是一种常用的方法(16]。
使用抗菌药物治疗大肠杆菌O157: H7感染不推荐,但仍然是一个有争议的问题。这是基于的研究表明,它是一个风险因素发展的溶血性尿毒综合征(7]。此外,出现的抗药性细菌及其抗性基因增长变成了一个严重的问题在当前药物(17]。
在埃塞俄比亚,食源性疾病是一种常见的问题。这是由于流行的食品处理和卫生操作较差,食品安全法律不足,监管系统薄弱,缺乏财政资源投资于安全设备、食品操作者和缺乏教育(4,18]。除了动物通常屠杀和穿在不卫生的条件下,这进一步妥协肉的微生物质量和安全得到的动物。污染的大小可能会有所不同从地区基于屠宰管理实践(19,20.]。然而,只有很少的研究可以发现有关E。杆菌O157: H7的动物、动物产品,或者人们在埃塞俄比亚13,20.,21]。
就我们所知而言,一些数据Bahir Dar尸体污染E。杆菌O157: H7在屠宰过程中。缺乏有力的监督的病原体在埃塞俄比亚肉及肉类产品提出了一种基于风险的方法来改善食品安全面临的挑战是很难证明的大小与这个病原体在屠宰过程中污染。需要产生更多的数据大肠杆菌O157: H7从屠宰场通过样本的网站更容易污染(即胴体。腹部(侧面),胸腔(横向),和乳房在屠宰过程中(横向))。
目前公认的标准程序大肠杆菌O157: H7是放大的识别stx1,stx2,运算单元,和hlyA聚合酶链反应(21,22]。PCR获得了更多的接受和使用由于其分化能力和可靠性。此外,各种目标基因的病原体(用于PCR检测方案16]。然而,很少有研究可以发现关于识别细菌毒力基因的检测基础上在埃塞俄比亚(6),而小工作Bahir Dar市政屠宰场或任何屠宰区域Bahir Dar及周边地区。
滥用抗菌药物用于农业和治疗在动物和人类的主要原因是耐药菌株的出现和传播,这是非常难以治疗,常用的抗生素,人类通过食品供应链(9]。抗菌素耐药性在肠道细菌越来越全球公共卫生问题。抗菌素的广泛政府促进antimicrobial-resistant菌株的选择,这就不利于细菌感染的治疗23]。据我们所知,很少有对抗生素耐药性现状进行了报道E。杆菌从屠宰场O157: H7孤立在埃塞俄比亚,和一些研究已经进行Bahir Dar。因此,抗菌素耐药性的监测E。杆菌O157: H7是非常重要的在生物防范抗菌素耐药性的传播和未来的疾病管理。
本研究的目的是调查的存在E。杆菌O157菌株在屠宰牲畜的尸体Bahir Dar市政屠宰场,检查的存在stx1,stx2,运算单元,和hlyA隔离的抗菌素耐药性基因,评估,和评估知识、态度和实践对食品安全的屠宰场工人。
2。方法
2.1。研究区域的描述
这项研究是由Bahir Dar的城市。Bahir Dar城市是埃塞俄比亚西北部的一部分,565公里从亚的斯亚贝巴纬度11°35′37.10 N和经度37°23′26.77”E在南部的塔纳湖,蓝色尼罗河的上游水棚(图1)[24]。牛被屠宰的Bahir Dar城市屠宰场瘤牛的主要类型和来自不同地区的埃塞俄比亚西北部[25]。
2.2。研究设计和抽样技术
一个横断面研究设计是2019年12月至2020年8月进行的。系统随机抽样在屠宰场进行选择牛肉胴体。拭子是取自尸体的面积在屠宰过程中暴露的污染。共280个样本被送往增加的概率获得许多隔离细菌的尸体。
选中的尸体被擦洗使用中描述的方法(26]。无菌cotton-tipped拭子(2×3厘米),装有轴浸泡约10毫升的缓冲蛋白胨水,是水平,然后垂直摩擦几次在尸体上。腹部(侧面),胸腔(横向),和乳房(横向)网站为污染的发生,因此选择使用抽汲抽样(26]。所有的拭子样本放入试管中。收集研究样本在严格无菌过程,然后在冰盒运输到阿姆哈拉公共卫生学院微生物实验室进行进一步处理。货到后,所有的样品都储存在4°C到处理隔离和标识。分子检测和药敏测定进行了生物技术研究所的亚的斯亚贝巴大学。
2.3。隔离大肠杆菌O157: H7
选择性的方法是基于浓缩肉汤培养基(改良胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)补充新生霉素(Oxoid) (10 mg / l))。非选择性预富集技术被用来有效地恢复低水平的压力大肠杆菌O157: H7。之后,富集培养基配方prewarmed防止冷的令人震惊的生物,他们最初增长缓慢(11,27]。然后,镀1%山梨糖醇MacConkey琼脂(补充tellurite-cefixime补充(HiMedia) (CT-SMAC))是在37°C孵化24小时。Nonsorbitol-fermenting (NSF)大肠杆菌(无色或淡殖民地)被认为是一种胜券在握的样子E。杆菌O157: H7,而粉红色的殖民地(山梨糖醇发酵)被视为non-O157: H7大肠杆菌自大肠杆菌O157: H7并慢慢发酵山梨糖醇(28]。
2.4。血清学分型
所有NSF殖民地假定E。杆菌O157: H7受到滑的凝集E。杆菌O157乳胶试验设备根据制造商的指示。隔离给予积极的反应(形成凝集)乳胶试验被认为是E。杆菌O157: H7积极(29日]。一旦确认测试完成后,隔离存储在一个20%甘油TSB解决方案和冷冻进一步分子特征并进行药敏分析(30.)和生物技术研究所的运输和处理,亚的斯亚贝巴大学。
2.5。抗生素敏感性试验
隔离的抗菌感受性测试是使用纸片扩散根据执行(31日)使用11抗生素光盘(所有从Oxoid(氧四环素(30µ四环素(30克)µ氯霉素(30克)µg),氨苄青霉素(10µ磺胺类(30克)µg)、环丙沙星(5µ新霉素(10 g)µg)、克林霉素(10µg)、甲氧苄氨嘧啶(5µ诺氟沙星(10 g)µg)和链霉素(25µg))。光盘的选择标准取决于经常使用抗菌素的反刍动物和他们潜在的公共卫生重要性(32]。
抗生素光盘是坚定地放在无菌Mueller-Hinton琼脂板以前播种的24-hour-old文化隔离(106 CFU /毫升0.5麦克法兰标准)。板块在24小时37°C,孵化区域的直径和抑制进行了比较。多重耐药隔离被定义为大于或等于阻力三个类的抗生素进行测试。盘子在37°C,孵化和区域的直径增长的抑制是用卡尺测量精确到毫米和相应解释22,31日]。
2.6。毒力基因的检测
沸腾的标准方法进行DNA提取方法(33,34]。乳胶凝集试验发现的sorbitol-negative隔离,被聚合酶链反应(PCR)检测(HiMedia实验室PLC)来确定的stx1,stx2,运算单元,hlyA毒力基因(21,22,34- - - - - -37]。PCR引物序列,他们的产品尺寸和放大条件表中描述1。
2.7。伦理审查
综述了研究方案和制度审查委员会批准Bahir Dar大学农业和环境科学学院、学校的动物生产和兽医。Bahir Dar大学获得了支持信,和官方许可要求的关注更高的官员,Bahir Dar城市屠宰场管理。
2.8。数据分析
在研究期间收集的数据都是检查,进行编码,并输入到计算机Excel电子表格(Microsoft Excel 2013)和分析通过SPSS软件,版本23。描述性统计百分比和频率分布等应用量化级的污染的尸体,分子检测水平,和药敏的隔离。皮尔逊卡方是用于测量不同的隔离大肠杆菌O157: H7的现场采样尸体。一个值< 0.05被认为是象征的统计学意义。
3所示。结果
3.1。分离和鉴定大肠杆菌O157: H7
拭子样本取自看似健康的屠宰场屠宰的牛。标准的微生物检查拭子样本来自不同地区的尸体(腹部(侧面),胸腔(横向),和乳房(横向)和血清型的孤立大肠杆菌O157: H7和乳胶凝集了25(8.9%)菌株的隔离大肠杆菌O157: H7生物280检查样品。尽管拭子样本胸腔地区产量最高的隔离的生物,无显著差异( ,95% CI)发生的地区之一的尸体样本(表2)。
3.2。毒力基因的检测
25的隔离测试采用聚合酶链反应对四个毒力基因(stx1,stx2,运算单元,hlyA),1(4%)隔离所有的四个毒力基因。隔离的四个(16%)至少有三个基因的DNA结构,和25(100%)的隔离至少有四分之一的毒性基因(表3)。
关于每个基因,8例(32%)隔离是积极的stx114(56%)的隔离了stx2基因5(20%)隔离有两个基因(即,stx1和stx2),18(72%)隔离了hlyA基因,只有5(2%)隔离了运算单元基因。典型的凝胶图像显示agarose-separated PCR产物的毒性基因在图表示2。
3.3。抗菌药物敏感性的大肠杆菌O157: H7隔离
11抗菌素检测电阻剖面,隔离都受到氧四环素(100%),四环素、磺胺类、氨苄青霉素,环丙沙星,新霉素,诺氟沙星(表4)。电阻三个或更多的药物没有检测到任何隔离。25(100%)隔离都对克林霉素,和3(12%)分离株耐甲氧苄氨嘧啶。此外,3(12%)隔离显示中间对链霉素的易感性。
4所示。讨论
4.1。分离和鉴定大肠杆菌O157: H7
隔离的频率大肠杆菌O157: H7拭子样本的尸体在这项研究中是8.9%。这个结果是在协议与其他不同国家的报道为8%德勃雷Zeyit和Modjo21在Modjo)和8.1%,埃塞俄比亚(12在Jimma [], 9.3%40),但这些数据表明高频发生相对于报告Haramaya大学(2.2%)和尔达瓦屠宰场(4%)(2)和拭子样本的尸体Hawassa市政屠宰场(2.7%)(19),Modjo (4.17%) (20.),中国(2.7%)41)和埃及(3.1%)(42]。相反,它是低于文化盛行大肠杆菌隔离(22.2%)来自肉类样品收集来自Mekelle市政屠宰场在埃塞俄比亚北部[43]。这可能是因为不同的患病率在不同研究生态变化研究地点和屠宰过程的差异在不同的网站12,40]。任何检测大肠杆菌O157: H7在肉被认为是不可接受的44]。然而,没有规定在埃塞俄比亚保护消费者免受食源性病原体如肉大肠杆菌O157: H7 (23]。
4.2。毒力基因的检测
几个毒力因素已经与NSF的致病性E。杆菌O157: H7。这些因素包括生产至少两种志贺毒素(stx1和/或stx2),intimin (运算单元),和enterohemolysin(肠出血性大肠杆菌-hlyA)[22]。在目前的研究中,我们调查了这四种毒力基因的存在的孤立大肠杆菌O157: H7菌株。所有(100%)的隔离至少有四分之一的毒性基因(stx1,stx2,运算单元,hlyA)在他们的DNA。尽管这份报告不符合Kalin et al。35),没有发现除了毒力基因运算单元基因,它符合报告来自土耳其45)所有隔离存在四个毒力基因。
的致病性大肠杆菌O157: H7是归因于志贺毒素的生产(stx1和stx2),以前被称为verocytotoxin因为他们的毒性在维洛细胞46,47]。PCR验证的存在stx2基因在350个基点的预期分子大小隔离都超过56%stx1(只有32%隔离存在)。这一发现是在加州的协议研究47),中国(41,埃及42],Modjo,埃塞俄比亚20.]。病毒携带stx2具有潜在的毒性比那些携带吗stx1甚至菌株携带stx1和stx2(22,42,47]。相反,36%的隔离没有两个志贺的产毒基因。这个结果符合研究来自俄亥俄州,美国,23%stx负大肠杆菌O157: H7 (48]。的作用stx负大肠杆菌O157: H7的生态和人类疾病的流行病学造成STEC是未知的。虽然stx被认为是STEC的重要毒力因子,有人建议stx负O157: H7能引起腹泻和溶血性尿毒综合征(48]。
在目前的研究中,8%的隔离hlyA和运算单元基因。肠出血性的溶血素hlyA坚持使运算单元负面压力。当两个hlyA和运算单元基因存在,这是一个指标增加致病性(10]。此外,20%的孤立存在运算单元基因在我们的研究中。基因主要是报道STEC菌株与严重的人类疾病如腹泻带血和溶血性尿毒综合征。然而,STEC菌株缺乏运算单元已报告基因引起暴发(42,47]。此外,hlyA进行了质粒,细菌可以失去基因质粒一起在后续培养,这可能是原因之一不检测吗hlyA所有的隔离(49]。
4.3。抗菌药物敏感性隔离的概要文件
的大肠杆菌O157: H7菌株孤立在这项研究中都发现对多数抗菌素敏感测试。类似的结果已经被其他研究者报道(12,19,21]。然而,主要对克林霉素和甲氧苄氨嘧啶耐药菌株确实存在。克林霉素对革兰氏阳性和厌氧细菌是有效的,但它不是有效的反对大肠杆菌(50]。抗菌素耐药性的出现在动物和人类中使用抗菌素和随后的抗性基因转移和细菌之间的动物,人类,动物产品,和环境51]。
中间抗链霉素也观察到,虽然这个结果是相反的之前的工作由Tilahun和Engdawork [52从Hawassa孤立的人大肠杆菌O157: H7的鱼,和宽容链霉素没有被发现在这项研究中,但只有温和的耐药性检测。虽然链霉素是最常用的药物之一,使用在埃塞俄比亚,牲畜是现成的在不同的剂型,结合其他抗菌素和维生素23]。
Electiveness的治疗和控制传染病的能力在动物和人类身上可能严重阻碍。推荐的感染管理主要依赖于支持性疗法和水合作用[18]。我们测试的某些药物如氨苄青霉素、磺胺类药、甲氧苄氨嘧啶可以增加溶血尿毒综合症的风险;因此,他们不建议治疗引起的感染大肠杆菌O157: H7 (53]。
屠宰场的食品行业,导致的问题可能食源性疾病和与食物相关的潜在健康危害,除非食品卫生的原则实现(44,54]。本研究发现表明指标细菌的存在微生物污染的牛肉肉Bahir Dar市,因此微生物为人类食用不安全。
本研究的局限性,它只评估了屠宰场的尸体,排除屠夫商店和餐馆,污染可以发生在这些阶段。可能有后院屠宰和交叉污染。原因是由于有限的时间和资源不足而进行的研究。
5。结论和建议
一般来说,从280年拭子样本的尸体Bahir Dar市政屠宰场屠宰的牛,25(8.9%)样品被发现含有毒性大肠杆菌O157: H7。所有的分离株大肠杆菌O157: H7能引起毒性的至少一个基因(stx1,stx2,运算单元,hlyA)受到PCR毒力基因检测,既突出了对公众健康的潜在威胁的胴体和窝藏污染毒性基因。因此,应遵循预防的方法来控制大肠杆菌O157: H7牛屠宰和加工链中污染的严格的卫生肉类加工规范Bahir Dar市政屠宰场。强化训练应该给那些工作人员在市政屠宰场,确保卫生实践在屠宰的动物。改进的设施应该实现关闭不合格的设施和资源关注较少的设施改善肉类卫生资源有限的设置。进一步详细的流行病学和分子研究应该进行大肠杆菌O157: H7屠宰厂和食用动物的物种在不同的国家。在这项研究中,即使使用的大多数隔离敏感抗菌素使用,一些隔离显示中度耐甲氧苄氨嘧啶和链霉素。因此,抗生素耐药性的状态meat-borne病原体等大肠杆菌O157: H7应定期监测。
数据可用性
期间使用的原始数据和/或分析本研究可从第一作者在合理的请求。
伦理批准
本研究是屠宰场的尸体上进行。此外,本研究综述了协议和制度审查委员会批准Bahir Dar大学。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
HY TS设计方案,参与研究的协调和管理,收集,测试和分析了数据,起草了这篇文章。英航和TS参与研究设计,科学建议的总体工作,和版的文章。所有作者阅读和批准最终的手稿。
确认
作者要感谢阿姆哈拉公共卫生学院微生物实验室,亚的斯亚贝巴大学生物技术研究所的材料和实验室支持。同时,他们要感谢亚的斯亚贝巴大学生物技术研究所和埃塞俄比亚生物技术研究所联合金融支持(引用。17.2 / 0409/2019)。