CC BY
16
Зяегупронный научно-жтодичесх&й журнал -aifi«
Омского ТЛУШр
Шкиль Н.Н., Ларина О.Н.Антибиотикочувствительность E.coli О157:Н7, выделеных из различных экологических ниш // Электронный научно-методический журнал Омского ГАУ. - 2021. - № 4 (27) октябрь -декабрь - URL http://e-journal.omgau.ru/images/issues/2021/4/00951.pdf. - ISSN 2413-4066
УДК 619:579.842.11
Шкиль Николай Николаевич
доктор ветеринарных наук, доцент, ФГБОУВО НГАУ Новосибирск, Россия [email protected]
Ларина Ольга Николаевна
Заведующая отделом бактериальных болезней, приготовления питательных сред и микологии Новосибирской испытательной лаборатории
ФГУПЦентральной научно-методической ветеринарной лаборатории
Новосибирск, Россия
Антибиотикочувствительность Е.одН О157:Н7, выделеных из различных
экологических ниш
Аннотация: При исследовании смывов, почвы, продуктов растительного и животного происхождения выделяли изоляты E. coli О157:Н7, которые были резистентные к тетрациклину, что может быть результатом длительного применения антибиотиков, часто используемых в животноводстве при лечении болезней. Установлена высокая (80,0-100%) антибиотикочувствительность выделенных изолятов E. coli О157:Н7 к аминогликозидам, хинолонам, цефалоспоринам и карбапенемам, высокая антибиотикорезистентность к тетрациклину (84,0%), средняя - к хлорамфениколу и амоксициллину (76,0 % и 69,0 % соответственно). При применении антибактериальных средств с целью профилактики или лечения инфекционных заболеваний необходимо учитывать данные по выявлению резистентности к антибактериальным препаратам в регионе.
Ключевые слова: антибиотикорезистентность, E.coli О157:Н7, антибиотикочувствительность, экологические ниши
Лечение бактериальных инфекций, вызванных антибиотико-резистентными штаммами -основная проблема современной инфектологии человека и животных ведущая к огромным социальным и экономическим потерям. Получение и начало применения антимикробных препаратов (АМП) открыло принципиально новую прогрессивную страницу в истории человечества, в истории существования без риска смерти от широкого спектра инфекций. Спасены миллионы человеческих жизней, а это позволило человечеству сделать гигантский индустриальный и экономический рывок в развитии и получить прогресс во всех областях жизнедеятельности. Первые, самые ранние успехи после открытия и успешных клинических исследований применения пенициллина и оптимизм, связанный с производством новых классов и поколений антибиотиков, применяемых в медицине, ветеринарии, санитарии,
фармакологии, дезинфектологии сменились серьезным изучением и переосмыслением всех сторон использования АМП [10].
В связи с широким иногда не обоснованным, бесконтрольным применением возникло понимание проблемы антибиотикорезистентности. В научной литературе уже в 70-х годах прошлого века отмечено большое количество сообщений о выделении культур микроорганизмов разных групп, устойчивых к отдельным АМП, кроме того, исследователями описан феномен «параллельного ущерба», который заключается в возникновения полирезистентных штаммов у нормофлоры вследствие применения антибиотиков [13-15]. Согласно данным, полученным НИИ антимикробной химиотерапии ГБОУ ВПО ГМА Минздравсоцразвития России и Научно-методическим центром по мониторингу антибиотикорезистентности частота выделения БЛРС (бета-лактамаз расширенного спектра) -продуцирующих энтеробактерий в 2006-2008 гг. составила 70,1%, причем данный феномен был характерен для 90,0% штаммов Klebsiella pneumoniae и 67,4% штаммов Escherichia coli». Всё это, во многих странах мира привело к разработке глобальной программы динамического наблюдения за антибиотикорезистентностью возбудителей - SMART (Study for Monitoring Antimicrobial Resistanse Trends) [3].
Результаты длительного применения антибиотиков в медицине и ветеринарии свидетельствуют о том, что они эффективны при болезнях, вызываемых пастереллами, стрептококками, эризипелотриксами, среди которых резистентные штаммы возникают редко. В отличие от этого у сальмонелл, эшерихий, стафилококков и микоплазм появляются штаммы не только с единичной, но и с множественной антибиотикоустойчивостью [2].
На территории Российской Федерации существуют значительные территориальные вариации распространения антибиотико-резистентных микроорганизмов. Это можно объяснить большой протяженностью территории, наличию различных климатических и ландшафтных особенностей, неравномерным распределением населения. Для разработки стратегии применения антибиотиков (планов, стандартов) важно и необходимо опираться в первую очередь на данные, которые получены в конкретном регионе. В связи с этим важное значение приобретает постоянное проведение территориального мониторинга, учета и анализа данных по выявлению резистентности микроорганизмов, а также доведения его результатов до практикующих специалистов (врачей, фармакологов, санитарных специалистов) [9].
В медицине E.coli О157:Н7 изучена достаточно широко, в то время как в ветеринарии проводятся исследования в основном в рамках клинических дисциплин и проведены только отдельные исследования значения E.coli О157:Н7 в контаминации пищевых продуктов, воды, объектов окружающей среды, технологического оборудования и т.д. Вместе с тем недостаточно изучены адаптивные свойства микроорганизма по отношению к антибиотикам, дезинфицирующим средствам и иным факторам, которые могут вызвать развитие устойчивости бактерий на различных объектах внешней среды[6,9,11].
Материалы и методы
Для изучения микроорганизмы E. coli O157:H7 отбирали от объектов ветеринарно-санитарного надзора на территории Новосибирской области. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам проводили диско-диффузионный методом на агаре Мюллера-Хинтона по МУК 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» (2004). Исследование почвы при выделении E. coli O157:H7 проводили по МР № ФЦ/4022 «Методы микробиологического контроля почвы (титрационный метод)», смывы с технологического оборудования перерабатывающих предприятий по «Инструкция по порядку и периодичности контроля за содержанием микробиологических и химических загрязнителей в мясе, птице, яйцах и продуктах их переработки №1400/1751 от 22.06.2000г. МУ № 2657 по санитарно-бактериологическому контролю на предприятиях общественного питания и торговли пищевыми продуктами». Мясо вынужденного убоя (свиньи) ГОСТ 21237-75 «Мясо. Методы
бактериологического анализа (с изменениями №1, 2)», Корма животного и растительного происхождения исследовали по «Правилам бактериологического исследования кормов» (1975) [1,2,4,5,7-9].
Идентификацию E. coli O157:H7 проводили в соответствии с МУК 4.2.992-00 «Методы выделения и идентификации энтерогеморрагической кишечной палочки E. coli O157:H7 методом посева на питательную среду Сорбитол E. coli O157:H7», дата введения 04.02.2001г [6]. К бактериям E. coli O157:H7 относили культуры со следующими признаками: грамотрицательные мелкие полиморфные палочки, дающие типичный рост на плотных питательных средах (мясо-пептонном агаре, агаре Эндо, среде Сорбитол E. coli O157:H7). Для изучения биохимических свойств выделенных штаммов E. coli O 157:H7 применяли набор для биохимической идентификации энтеробактерий Энтеротест-16.
Статистическая обработка полученных данных проводилась с применением программы Microsoft Offis Exel 2013.
Результаты исследований
При исследовании E. coli O 157:H7 к амоксициллину оказались высоко чувствительными 18 изолятов, у 7-ми культур выявлена устойчивость к препарату, у 1-го изолята отмечена чувствительность. К хлорамфениколу установлена чувствительность у 20-ти изолятов, у 6-ти изолятов установлена устойчивость к антибиотику. Чувствительность изученных культур к тетрациклину: 1 изолят - высоко чувствителен, 3 изолята -чувствительны, 22 изолята - устойчивы к препарату. К цефокситину установлена высокая чувствительность у 24 культур и у 2-х изолятов чувствительность отсутствует (табл.1). Таблица 1 - Чувствительность выделенных культур E. coli O 157:H7 к антибактериальным
препаратам
№ культуры Цефотаксим Норфлоксацин Цефепим Имипенем Гентамицин Ципрофлоксацин Цефтриаксон Амоксициллин Хлорамфеникол Тетрациклин Цефокситин Цефтазидим
Почва
1 + + + + + + + - + +/- - +
2 + + + + + + + + + + + +
3 + + + + + + + - - +/- + +
4 + + + + + + + + + - + +
5 + + + + + + + + + - + +/-
6 + + + + + + + + + - + +
7 + + + + + + + + + - + +
8 + + + + + + + - - +/- + -
9 + + + + + + + + + - + +
10 + + + + + + + + + - + +
11 + + + + + + + + + - + +
12 + + + + + + + + + - + +
13 + + + + + + + + + - + +
14 + + + + + + + + + - + +
15 + + + + + + + + + - + +
16 + + + + + + + + + - + +
Корм
1 + + + + + + + + - - + +
Смывы
1 + + + + + + + + + - + +
2 + + + + + + + + + - + +
3 + + + + + + + + + - + -
Мясо в/у
1 + + + + + + + - + - - -
2 + + + + + + + - + - + -
3 + + + + + + + +/- + - + +
4 + + + + + + + + - - + +
5 + + + + + + + - - - + +
6 + + + + + + + - - - + +
Примечание: (+) - высокая чувствительность; (+/-) - чувствительность; (-) - устойчивость
Высокая чувствительность культур к цефтазидиму отмечено у 21-го изолята, у 1-го -чувствительность, у 4-х изолятов - устойчивость.
Исследования антибактериальной чувствительности выделенных изолятов E. coli O 157:H7 показали высокую степень чувствительности к цефотаксиму, норфлоксацину, цефепиму, имипенему, гентамицину, ципрофлоксацину, цефтриаксону - 100% изолятов. Высокая степень чувствительности отмечается к цефокситину и цефтазидиму у 80- 92% изученных изолятов (рис.1).
30 -
25
20
0 1.1 1.1 . .1
# ^ # ^ ^
у / ^ ✓ / / у / / у у у
■ Чувствительные ИУмеренно устойчивые ■Устойчивые
Рис.1 Чувствительность к антибиотикам выделенных изолятов E. coli O157:H7
Наибольшая устойчивость к изученным антибиотикам отмечена у микроорганизмов выделенных от мяса в/у, что видимо связано с контактом этих бактерий с широким кругом условно-патогенной микрофлоры в организме животного и обмена генов антибиотикорезистентности.
Высокую устойчивость изолятов E. coli O 157:H7 наблюдали к тетрациклину у 84,0 % изолятов. Таким образом, как следует из полученных данных, частота чувствительности к цефалоспоринам и фторхинолонам среди изученных штаммов этого вида достаточно высокая. Снижение антибиотикоустойчивости наблюдали к хлорамфениколу (76,0 % чувствительных изолятов) и амоксициллину - 69,0 % чувствительных изолятов.
При анализе антибиотикорезистентности изолятов E. coli О157:Н7, выделенных из почвы, установлена 100% чувствительность к цефотаксиму, норфлоксацину, цефепиму, имипенему, гентамицину, ципрофлоксацину, цефтриаксону. Выявлен только один штамм E. coli О157:Н7, чувствительный к тетрациклину (рис.2).
18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
■ Чувствительные ■ Умеренно устойчивые ■ Устойчивые
Рис.2 Чувствительность к АМП выделенных из почвы изолятов E. coli O157:H7
Таким образом, при исследовании смывов, почвы, продуктов растительного и животного происхождения выделяли изоляты E. coli О157:Н7, которые были резистентные к антибиотикам тетрациклинового ряда. Это говорит о том, что длительное применение антибиотиков, часто используемых в животноводстве при лечении болезней, приводит к развитию антибиотикорезистентности бактерий, вызывающие заболевания.
Выводы:
1. Установлена высокая антибиотикочувствительность (80,0-100%) выделенных изолятов E. coli О157:Н7 к аминогликозидам, хинолонам, цефалоспоринам 2,3 и 4 поколений, карбапенемам.
2. Установлена высокая антибиотикорезистентность изолятов E. coli O 157:H7 к тетрациклину (84,0%), средняя - к хлорамфениколу и амоксициллину (76,0 % и 69,0 % соответственно).
3. При применении антибактериальных средств с целью профилактики или лечения инфекционных заболеваний необходимо учитывать данные по выявлению резистентности к АБП в регионе.
Литература:
1. Инструкция по порядку и периодичности контроля за содержанием микробиологических и химических загрязнителей в мясе, птице, яйцах и продуктах их переработки №1400/1751 от 22.06.2000г. МУ № 2657 по санитарно-бактериологическому контролю на предприятиях общественного питания и торговли пищевыми продуктами.
2. Кирьянов Е.А. Колибактериоз животных и его профилактика. / Е. А. Кирьянов, А. Т. Больных. — Приморский СХИ, Уссурийск, 1986. - 46 с. (36)
3. Клиническая лабораторная диагностика в ветеринарии: Справочное издание/ И.П. Кондрахин, Н.В. Курилов, А.Г. Малахов и др. - М.: Агропромиздат, 1985.- 287 с. (37)
4. МУК 4.2.1890-04 «Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам» (2004).
5. МР № ФЦ/4022 «Методы микробиологического контроля почвы (титрационный метод)».
6. МУК 4.2.992-00 «Методы выделения и идентификации энтерогеморрагической кишечной палочки E. coli O157:H7 методом посева на питательную среду Сорбитол E. coli O157:H7», дата введения 04.02.2001 г.
7. Мясо вынужденного убоя (свиньи) ГОСТ 21237-75
8. Мясо. Методы бактериологического анализа (с изменениями №1, 2),
9. Нитяга И.М. Повышение эффективности выявления L. Monocytogenes и энтерогеморрагических E.coli в мясе и мясных продуктах: автореф. дис. канд. биол. наук: специальность16.00.06 / И.М. Нитяга; Москва, 2005. - 127 с.
10. Нефедова Е.В., Шкиль Н.Н. Влияние наночастиц серебра и диметилсульфоксида на антибиотикорезистентность микроорганизмов при терапии гнойно-катарального эндометрита коров / Ветеринария и кормление. 2021. № 2. С. 30-33.
11. Онищенко И.С. Фенотипические свойства и эпизоотологическая значимость E.coli 0157:Н7 / Автореферат диссертации па соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук. Новосибирск - 2008. - 23 c. http://medical-diss.com/veterinariya/fenotipicheskie-svoystva-i-epizootologicheskaya-znachimost-e-coli-o157-h7-1 #ixzz77MurhuJ9.
12. Правилам бактериологического исследования кормов (1975).
13. Шкиль Н.Н., Нефедова Е.В. Влияние антибиотиков и наночастиц серебра на изменение чувствительности E. œli к антибактериальным препаратам / Сибирский вестник сельскохозяйственной науки. 2020. Т. 50. № 2. С. 84-91.
14. Perfileva A.I. The current aspects of using chemically synthesized compounds of silver nanoparticles in animal husbandry and agrochemistry / A.I. Perfileva, I.A. Graskova, O.A. Nozhkina, N.S. Zabanova, B.G. Sukhov, N.N. Shkil, E.V. Nefyodova // Nanotechnologies in Russia.- 2019. -Т. 14. -№ 9-10. - С. 489-496.
15. 2.Shkil N.N. Adjuvant properties of silver and dimethyl sulfoxide nanoparticles in studying antibacterial activity of antibiotics against E. coli / N.N. Shkil, E.V. Nefyodova, N.A. Shkil, G.A. Nozdrin, M.V. Lazareva, O.V. Rasputina // International journal of agriculture and biological science.-2020.-V.46.-P.119-126. Doi: 10.5281/zenodo.4286955.
N. N. Shkil
Doctor of Veterinary Sciences, Associate Professor Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Novosibirsk State Agrarian University, Novosibirsk, Russia [email protected]
O. N. Larina
Head of the Department of Bacterial Diseases, Preparation of Nutrient Media and Mycology of the Novosibirsk Testing Laboratory of the Federal State Unitary Enterprise of the Central Scientific and Methodological Veterinary Laboratory Novosibirsk, Russia [email protected]
Antibiotic sensitivity of E. COLI O157:h7 isolated from various ecological niches
Abstract: In the study of washouts, soil, plant and animal products, E. coli isolates O157:H7 were isolated, which were resistant to tetracycline, which may be the result of long-term use of antibiotics often used in animal husbandry in the treatment of diseases. High (80.0-100%) antibiotic
6
sensitivity of isolated E. coli O157:H7 isolates to aminoglycosides, quinolones, cephalosporins and carbapenems was established, high antibiotic resistance to tetracycline (84.0%), average - to chloramphenicol and amoxicillin (76.0% and 69.0%, respectively). When using antibacterial agents for the prevention or treatment of infectious diseases, it is necessary to take into account the data on the detection of resistance to antibacterial drugs in the region.
Keywords: antibiotic resistance, E. coli O157:H7, antibiotic sensitivity, environmental niches
