Труды Кубанского государственного аграрного университета
    

    <<<  Back

    2021, № 92

    UDC: 619: 615.07:577.21:616-022.14:001.891.53
    GSNTI: 68.41.35

    Phenotypic and genotypic antibiotic resistance in bacteria of family Enterobacteriaceae, obtained from agricultural enterprises of the Ural region

    The purpose of our research was to identify the profile of antibiotic resistance and resistance marker genes for bacteria of the Enterobacteriaceae family, isolated from biological material from cows and calves, and samples taken from environmental objects of agricultural enterprises in the Ural region. The research work was conducted in the laboratory of microbiological and molecular genetic research on the basis of the FSBSI UrFASRC, UrB of RAS in 2016-2021. Microbiological studies were carried out with the application of disk diffusion test and the method of serial dilutions, as well as PCR diagnostics for the presence of resistance genes in the identified isolates. Our results showed that the isolated bacteria of the Enterobacteriaceae family (361 isolates) were represented mostly by bacteria: Escherichia coli - 53.1%, Enterobacter spp. - 30.1%, less often Proteus spp. - 5.8%, Proteus vulgaris - 3%, Citrobacter freundii - 2%, Enterobacter aerogenes - 1.6%, very few Klebsiella pneumoniae, Klebsiella oxytoca, Serratia spp., Citrobacter deversus, Salmonella diarizonae, Hafnia alvei, Enterobacter agglomerans. At the same time, bacteria of the Enterobacteriaceae family showed resistance to antimicrobial agents in 87.8% of cases. These isolates demonstrated resistance to following classes of antibiotics: ansamycins, penicillins, tetracyclines, glycopeptides, carbapenems, amphenicols, macrolides, lincosamides, cephalosporins, aminoglycosides and fluoroquinolones. More than half of the isolated cultures were polyresistant (50.9%) and some of them were multiresistant (14.5%). E. coli isolates showed multiresistance to 12 classes of antibiotics: ansamycins, penicillins, tetracyclines, macrolides, glycopeptides, lincosamides, iodine-containing drugs, amphenicol, fluoroquinolones, aminoglycosides, carbapenems. Mutation genes were identified in 53% of E. coli isolates: blaDHA - 38.4%, CTX-M - 5.3%, CTX-M + blaDHA - 6%, blaDHA + blaOXA - 3.3%. Enterobacter spp. isolates were unsusceptible to almost all studied classes of antibacterial drugs, except for aminoglycosides and oxygen-containing heterocyclic compounds. The observed increase of resistant bacteria of the Enterobacteriaceae family to antimicrobial drugs and acquisition of mutation genes by bacteria indicates the advisability of continuous monitoring of the antibiotic resistance of microorganisms.
    Keywords: Antibiotic resistance, resistance genes, DNA, family of Enterobacteriaceae, biological material, antimicrobial drugs, isolates.
    DOI: 10.21515/1999-1703-92-201-210

    References:

    1. Алексеева, С. М. Вариационная характеристика по спектру чувствительности и устойчивости к антибиотикам патогенных и условно-патогенных микробов / С. М. Алексеева // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии. - 2011. - № 3 (24). - С. 7-12.
    2. Борьба с устойчивостью к антибиотикам с точки зрения безопасности пищевых продуктов в Европе. Всемирная организация здравоохранения. Европейское региональное бюро. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0011/144695/e94889R.pdf.
    3. Выявление наиболее значимых генетических маркеров резистентности грамотрицательных бактерий к бета-лактамным антибиотикам / Ю. А. Савочкина, И. А. Александрова, О. Ю. Тимошина [и др.] // Молекулярная диагностика 2017: сборник трудов IХ Всероссийской науч.-практ. конф. с международным участием, Москва, 18-20 апреля 2017 года. - Москва: ООО фирма «Юлис», 2017. - С. 232-234.
    4. Глобальная стратегия ВОЗ по сдерживанию устойчивости к противомикробным препаратам», Женева, Всемирная Организация Здравоохранения, 1998. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http:/www.who.int/drugresistance/WHO_Global_Strategy_Russian.pdf.
    5. Донник, И. М. Молекулярно-генетические и иммунно-биохимические маркеры оценки здоровья сельскохозяйственных животных / И. М. Донник, И. А. Шкуратова // Вестник Российской академии наук. - 2017. - Т. 87. - № 4. - С. 362-366. - DOI 10.7868/ S0869587317040132.
    6. Егоров, А. М. Ингибиторы β-лактамаз. Новая жизнь β-лактамных антибиотиков / А. М. Егоров, М. М. Уляшова, М. Ю. Рубцова // Биохимия. - 2020. - Т. 85. - № 11. - С. 1519-1539. - DOI 10.31857/S0320972520110020.
    7. Забровская, А. В. Пространственная визуализация данных по выделению и чувствительности к антимикробным препаратам штаммов сальмонелл / А. В. Забровская, И. А. Хахаев, В. А. Кузьмин, Л. А. Кафтырева // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2018. - № 1. - С. 43-45.
    8. Забровская, А. В. Системы мониторинга устойчивости к антимикробным препаратам микроорганизмов, выделенных от животных и из продуктов животного происхождения / А. В. Забровская // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2014. - № 1. - С. 17-19.
    9. Изучение устойчивости Salmonella enterica к энрофлоксацину и амоксициллину / В. Н. Афонюшкин, В. С. Черепушкина, Н. В. Давыдова [и др.] // Птицеводство. - 2018. - № 5. - С. 52-56.
    10. Козлова, Н. С. Чувствительность к антибиотикам эшерихий, выделенных в многопрофильном стационаре / Н. С. Козлова, Н. Е. Баранцевич, Е. П. Баранцевич // Журнал акушерства и женских болезней. - 2016. - Т. 65. - № 4. - C. 83-89. DOI: 10.17816/JOWD65483-89.
    11. Конюхов, В. Ю. Пути решения проблемы резистентности антибиотиков / В. Ю. Конюхов, Т. А. Волянюк // Развитие инструментов управления научной деятельностью: сборник статей международной науч.-практ. конф.: в 4 частях, Уфа, 18 мая 2017 года. - Уфа: Общество с ограниченной ответственностью «ОМЕГА САЙНС», 2017. - С. 183-185.
    12. Ряпосова, М. В. Проблема заболеваемости высокопродуктивных коров маститом / М. В. Ряпосова, У. В. Сивкова, М. Н. Исакова // БИО. - 2020. - № 4 (235). - С. 22-27.
    13. Diagnostic value of integral indexes of intoxication to assess the risk of complications development in gastric and intestinal diseases of calves / A. P. Poryvaeva, N. A. Vereshchak, S. V. Malkov [et al.] // E3S Web of Conferences, Yekaterinburg, 2020. - P. 2015. - DOI 10.1051/ e3sconf/202022202015.
    14. Irrgang, A. Characterization of VIM-1-Producing E. coli Isolated from a German Fattening Pig Farm by an Improved Isolation Procedure / A. Irrgang, B. A. Tenhagen, N. Pauly, S. Schmoger, A. Kaesbohrer, J. A. Hammerl // Front Microbiol. 2019 Oct 1;10:2256. - DOI: 10.3389/fmicb.2019.02256.
    15. Jacoby, G. A. AmpC beta-lactamases / G. A. Jacoby. - Clin Microbiol Rev. 2009 Jan; 22(1):161-82, Table of Contents. - DOI: 10.1128/CMR.00036-08.
    16. Köck, R. Carbapenem-resistant Enterobacteriaceae in wildlife, food-producing, and companion animals: a systematic review / R. Köck, I. Daniels-Haardt, K. Becker, A. Mellmann, A. W. Friedrich, D. Mevius, S. Schwarz, A. Jurke // Clin Microbiol Infect. - 2018 Dec;24(12):1241-1250. - DOI: 10.1016/j.cmi.2018.04.004.
    17. Madec, J. Y. Extended-spectrum β-lactamase / J. Y. Madec, M. Haenni, P. Nordmann, L. Poirel / AmpC- and carbapenemase-producing Enterobacteriaceae in animals: a threat for humans? Clin Microbiol Infect. 2017 Nov; 23(11):826-833. - DOI: 10.1016/j.cmi. 2017.01.013.
    18. Krivonogova, A. S. Methodology for compiling a microbial resistance passport for dairy farms / A. S. Krivonogova, I. M. Donnik, A. G. Isaeva, K. V. Moiseeva // Agrarian Bulletin of the Urals. - 2020. - No 9 (200). - P. 42-47. - DOI 10.32417/1997-4868-2020-200-9-42-47.
    19. Munita, J. M. Mechanisms of antibiotic resistance / J. M. Munita, A. Cesar // Microbiol Spectr. - 2016. - Vol. 4. - No. 2.
    20. Rozwandowicz, M. Plasmids carrying antimicrobial resistance genes in Enterobacteriaceae / M. Rozwandowicz, M. S. M. Brouwer, J. Fischer, J. A. Wagenaar, B. Gonzalez-Zorn, B. Guerra, D. J. Mevius, J. Hordijk // Antimicrob Chemother. - 2018 May 1;73(5):1121-1137. - DOI: 10.1093/jac/dkx488.
    21. Bezborodova, N. A. Sensitivity and resistance of the microbiota of reproductive organs and mammary gland of cows to anti-microbial agents in cases of inflammation / N. A. Bezborodova, O. V. Sokolova, I. A. Shkuratova [et al.] // International Journal of Biology and Biomedical Engineering. - 2020. - Vol. 14. - P. 49-54. - DOI 10.46300/91011.2020.14.8.
    22. Spera, A. M. Emerging antibiotic resistance: carbapenemase-producing enterobacteria / A. M. Spera, S. Esposito, P. Pagliano. - Bad new bugs, still no new drugs. Infez Med. 2019 Dec 1;27(4):357-364.
    23. Velasova, M. Detection of extended-spectrum β-lactam, AmpC and carbapenem resistance in Enterobacteriaceae in beef cattle in Great Britain in 2015 / M. Velasova, R. P. Smith, F. Lemma, R. A. Horton, N. A. Duggett, J. Evans, S. C. Tongue, M. F. Anjum, L. P. Randall // J Appl Microbiol. - 2019 Apr;126(4):1081-1095. - DOI: 10.1111/jam.14211.

    Authors:

    1. Bezborodova Natalia Aleksandrovna, Phd in Veterinary, Senior Scientific Researcher, FSBSI UrFASRC.
    2. Sokolova Olga Vasilievna, Phd in Biology, Senior Scientific Re-searcher, FSBSI UrFASRC.
    3. Krivonogova Anna Sergeevna, DSc in Biology, Leading Scientific Researcher, FSBSI UrFASRC.
    4. Isaeva Albina Gennadievna, DSc in Biology, Leading scientific researcher, FSBSI UrFASRC.
    5. Zubareva Vladlena Dmitrievna, Senior Specialist, FSBSI UrFASRC.
    6. Kozhuhovskaya Veronika Valentinovna, Junior Scientific Researcher, FSBSI UrFASRC.

    © 2010-2021 ФГБОУ ВО «Кубанский государственный аграрный университет имени И. Т. Трубилина»

    Телефон: +7(861)244-32-47.

    Зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия, свидетельство о регистрации СМИ ПИ № ФС77-21434 от 30 июня 2005 г.