Фенотипическая устойчивость к антибиотикам у штаммов Staphylococcus aureus, выделенных из молока коров

Автор: Артемьева О.А., Никанова Д.А., Колодина Е.Н., Романова В.В., Бровко Ф.А., Зиновьева Н.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Ветеринарная вирусология, микробиология

Статья в выпуске: 6 т.54, 2019 года.

Бесплатный доступ

Из-за постоянного использования антимикробных препаратов в последние десятилетия резко обострилась проблема появления мультирезистентных штаммов. Инфекции, вызванные Staphylococcus aureus , наиболее распространены у высокопродуктивных животных молочного направления. Целью нашей работы было оценить фенотипическую устойчивость штаммов Staphylococcus aureus , выделенных из молока коров, к основным антибактериальным препаратам, используемым для лечения различных форм мастита на территории Российской Федерации, а также определить их минимальные ингибирующие концентрации (MIC, MIC50 и MIC90). Пробы молока отбирали в хозяйствах Центрального региона России в период с января по декабрь 2018 года от коров черно-пестрой голштинизированной породы. Всего было исследовано 314 образцов молока и выделено 447 потенциальных изолятов стафилококков. Все изоляты оценивали общепринятыми фенотипическими методами. Только 103 удовлетворяли всем критериям идентификации и использовались для последующего анализа. Тестирование чувствительности выделенных штаммов проводили диско-диффузным методом (ДДМ) к следующим антибиотикам: пенициллину (Pen, 10 ЕД), оксациллину (OX, 10 мкг), гентамицину (GN, 10 мкг), эритромицину (ER, 15 мкг), линкомицину (LN, 15 мкг), рифампицину (RF, 5 мкг), ципрофлоксацину (CP, 5 мкг), ванкомицину (VA, 30 мкг), фузидину (FZ, 10 мкг) (ЗАО «Научно-исследовательский центр фармакотерапии», Россия) на среде Mueller Hinton Agar («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Минимальные ингибирующие концентрации (MIC, MIC50, MIC90) и LD50 определяли методом 2-кратных (Log2) серийных разведений (от 64 до 0,125 мг/л) антибиотиков (пенициллин, эритромицин, гентамицин, ципрофлоксацин) в среде TSB с инокулюмом 5×105 КОЕ/мл. Инкубирование осуществляли при 37 °С в течение 20 ч на качалке (220 об/мин). Рост культур в среде TSB с антибиотиками оценивали при пересеве на среду Baird Parker Agar («HiMedia Laboratories Pvt. Ltd.», Индия). Результаты интерпретировали по рекомендации The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing (EUCAST). Наивысшая степень устойчивости наблюдалась к эритромицину (82,5 %) и фузидину (75,7 %). Из 103 штаммов 7 были чувствительны ко всем исследуемым антибиотикам, 96 изолятов оказались устойчивы по крайней мере к одному из них. При оценке множественной устойчивости (MAR) 65 (63,1 %) штаммов оказались резистентны к четырем и более антибиотикам. Преобладающими фенотипами для выделенных изолятов были ER + LN + FZ и ER + CP (58,3 % и 47,6 % изолятов). Из 47 изолятов, устойчивых к пенициллину по ДДМ, 31 штамм продемонстрировал рост при концентрациях пенициллина ≥ 64 мг/л, при этом в диапазоне ≤ 1,0 мг/л рост наблюдался у 33,0 % штаммов. Из 85 изолятов, устойчивых к эритромицину, 15 проявляли рост при MIC ≥ 64 мг/л, в диапазон MIC ≤ 0,5 мг/л попали только 7 штаммов из 18 чувствительных по ДДМ. Из 103 исследуемых штаммов 29 (28,2 %) были устойчивы к гентамицину по ДДМ и 72 (60,2 %) проявляли рост при MIC ≥ 0,5 мг/л, а 5 штаммов - при MIC ≥ 64,0 мг/л. Из 49 устойчивых по результатам ДДМ штаммов только у двух наблюдался рост при MIC ≥ 64 мг/л. Важно отметить, что величина MIC50 не находилась в восприимчивом диапазоне ни для одного из исследуемых антибиотиков, а MIC90 показала восприимчивый диапазон для пенициллинов, аминогликозидов и фторхинолонов - соответственно > 0,5; > 0,25 и > 0,25 мг/л. Высокая фенотипической устойчивости изолятов S. aureus из молока коров в нашем исследовании подчеркивают важность рутинного скрининга изолятов S. aureus на индуцибельную фенотипическую резистентность.

Еще

Мастит, антибиотики, антибиотикочувствительность, фенотипическая резистентность

Короткий адрес: https://sciup.org/142226285

IDR: 142226285   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2019.6.1257rus

Список литературы Фенотипическая устойчивость к антибиотикам у штаммов Staphylococcus aureus, выделенных из молока коров

  • Программа СКАТ (Стратегия Контроля Антимикробной Терапии) при оказании стационарной медицинской помощи: Российские клинические рекомендации /Под ред. С.В. Яковлева, Н.И. Брико, С.В. Сидоренко, Д.Н. Проценко. М., 2018.
  • Коба И.С., Решетка М.Б. Лечение мастита у коров без антибиотиков. Эффективное животноводство, 2013, 3(89): 22-23.
  • Гамаюнов В.М., Амиров А.Х. Фармакокоррекция мастита у лактирующих коров с применением мастицефа. Мат. Межд. науч.-практ. конф., посвященной 85-летию со дня рождения Г.А. Черемисова и 50-летию создания Воронежской школы ветеринарных акушеров "Современные проблемы ветеринарного акушерства и биотехнологии воспроизведения животных". Воронеж, 2012: 143-146.
  • Климов Н.Т. Экспериментальная и клиническая фармакология лекарственных препаратов на основе диоксидина и доксициклина и их эффективность при мастите у коров. Автореф. докт. дис. Воронеж, 2009.
  • Булгакова В.Г., Виноградова К.А., Орлова Т.И., Кожевин П.А., Полин А.Н. Действие антибиотиков как сигнальных молекул. Антибиотики и химиотерапия, 2014, 59(1-2): 36-43.
  • Tsai S.H., Lai H.C., Hu S.T. Subinhibitory doses of aminoglycoside antibiotics induce changes in the phenotype of Mycobacterium abscessus. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2015, 59(10): 6161-6169 ( ).
  • DOI: 10.1128/AAC.01132-15
  • Wang Q., Sun F.-J., Liu Y. Xiong L.-R., Xie L.-L., Xia P.-Y. Enhancement of biofilm formation by sub inhibitory concentrations of macrolides in icaADBC-positive and -negative clinical isolates of Staphylococcus epidermidis. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2010, 54(6): 2707-2711 ( ).
  • DOI: 10.1128/AAC.01565-09
  • Kaplan J.B. Antibiotic-induced biofilm formation. The International Journal of Artificial Organs, 2011, 34(9): 737-751 ( ).
  • DOI: 10.5301/ijao.5000027
  • Sanchez C.J. Jr., Shiels S.M., Tennent D.J., Hardy S.K., Murray C.K., Wenke J.C. Rifamycin derivatives are effective against staphylococcal biofilms in vitro and elutable from PMMA. Clinical Orthopaedics and Related Research, 2015, 473(9): 2874-2884 ( ).
  • DOI: 10.1007/s11999-015-4300-3
  • Subrt N., Mesak L.R., Davies J. Modulation of virulence gene expression by cell wall active antibiotics in Staphylococcus aureus. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 2011, 66(5): 979-984 ( ).
  • DOI: 10.1093/jac/dkr043
  • Viana D., Comos M., McAdam P.R., Ward M.J., Selva L., Guinane C.M., González-Muñoz C.M., Tristan A., Foster S.J., Fitzgerald J.R., Penadés J.R. A single natural nucleotide mutation alters bacterial pathogen host tropism. Nature Genetics, 2015, 47(4): 361-367 ( ).
  • DOI: 10.1038/ng.3219
  • Родригес Х. Мастит у женщин: новый взгляд на старую проблему. Медицинский совет, 2017, 1: 34-44 ( ).
  • DOI: 10.21518/2079-701X-2017-1-34-44
  • Koymans K.J., Vrieling M., Gorham R.D. Jr., van Strijp A.G.J. Staphylococcal immune evasion proteins: structure, function, and host adaptation. In: Staphylococcus aureus. Current Topics in Microbiology and Immunology, vol. 409 /F. Bagnoli, R. Rappuoli, G. Grandi (eds.). Springer, Cham, 2015: 441-489 ( ).
  • DOI: 10.1007/82_2015_5017
  • Koop G., Vrieling M., Storisteanu D.M.L. et al. Identification of LukPQ, a novel, equid-adapted leukocidin of Staphylococcus aureus. Scientific Reports, 2017, 7: 40660 ( ).
  • DOI: 10.1038/srep40660
  • Löffler B., Hussain M., Grundmeier M., Brück M., Holzinger D., Varga G., Roth J., Kahl B.C., Proctor R.A., Peters G. Staphylococcus aureus panton-valentine leukocidin is a very potent cytotoxic factor for human neutrophils. PLoS Pathogens, 2010, 6(1): e1000715 ( ).
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1000715
  • Vrieling M., Boerhout E. M., van Wigcheren G.F., Koymans K.J., Mols-Vorstermans T.J., de Haas C.J.C., Aerts P.C., Daemen I.J.J.M., van Kessel K.P.M., Koets A.P., Rutten V.P.M.G., Nuijten P.J.M., van Strijp J.A.G., Benedictus L. LukMF' is the major secreted leukocidin of bovine Staphylococcus aureus and is produced in vivo during bovine mastitis. Scientific Reports, 2016, 6(1): 37759 ( ).
  • DOI: 10.1038/srep37759
  • de Jong N.W.M., Vrieling M., Garcia B.L., Koop G., Brettmann M., Aerts P.C., Ruyken M., van Strijp J.A.G., Holmes M., Harrison E.M., Geisbrecht B.V., Rooijakkers S.H.M. Identification of a staphylococcal complement inhibitor with broad host specificity in equid Staphylococcus aureus strains. Journal of Biological Chemistry, 2018, 293(12): 4468-4477 ( ).
  • DOI: 10.1074/jbc.RA117.000599
  • Козлова Ю.Н., Фоменко Н.В., Морозова В.В., Саранина И.В., Тикунов А.Ю., Ганичев Д.А., Самохин А.Г., Павлов В.В., Рожнова О.М., Бондарь И.А., Зенкова Е.В., Нимаев В.В., Климонтов В.В., Тикунова Н.В. Генетическая и биохимическая характеризация стафилококков, встречающихся в Новосибирске. Вавиловский журнал генетики и селекции, 2017, 21(8): 952-958 ( ).
  • DOI: 10.18699/VJ17.318
  • Safarpoor Dehkordi F., Gandomi H., Akhondzadeh Basti A., Misaghi A., Rahimi E. Phenotypic and genotypic characterization of antibiotic resistance of methicillin-resistant Staphylococcus aureus isolated from hospital food. Antimicrob. Resist. Infect. Control., 2017, 6(1): 104 ( ).
  • DOI: 10.1186/s13756-017-0257-1
  • Safarpoor Dehkordi F., Basti A.А., Gandomi H., Misaghi A., Rahimi E. Pathogenic Staphylococcus aureus in hospital food samples; prevalence and antimicrobial resistance properties. Journal of Food Safety, 2018, 38(6): e12501 ( 10.1111/jfs.12501) (Retracted).
  • DOI: 10.1111/jfs.12501)(Retracted)
  • Momtaz H., Safarpoor Dehkordi F., Rahimi E., Asgarifar A., Momeni M. Virulence genes and antimicrobial resistance profiles of Staphylococcus aureus isolated from chicken meat in Isfahan province, Iran. Journal of Applied Poultry Research, 2013, 22(4): 913-921 ( ).
  • DOI: 10.3382/japr.2012-00673
  • Hasanpour Dehkordi A., Khaji L., Sakhaei Shahreza M.Н., Mashak Z., Safarpoor Dehkordi F., Safaee Y., Hosseinzadeh A., Alavi I., Ghasemi E., Rabiei-Faradonbeh M. One-year prevalence of antimicrobial susceptibility pattern of methicillin-resistant Staphylococcus aureus recovered from raw meat. Tropical Biomedicine, 2017, 34(2): 396-404.
  • Albano M., Karau M.J., Greenwood-Quaintance K.E., Osmon D.R., Oravec C.P., Berry D.J., Abdel M.P., Patel R. In vitro activity of rifampin, rifabutin, rifapentine, and rifaximin against planktonic and biofilm states of staphylococci isolated from periprosthetic joint infection. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 2019, 63(11): e00959-19 ( ).
  • DOI: 10.1128/AAC.00959-19
  • Chambers H.F. The changing epidemiology of Staphylococcus aureus? Emerg. Infect. Dis., 2001, 7(2): 178-182 ( ).
  • DOI: 10.3201/eid0702.010204
  • Lowy F.D. Antimicrobial resistance: the example of Staphylococcus aureus. The Journal of Clinical Investigation, 2003, 111(9): 1265-1273 ( ).
  • DOI: 10.1172/JCI18535
  • Torimiro N., Moshood A.A., Eyiolawi S.A. Analysis of beta-lactamase production and antibiotics resistance in Staphylococcus aureus strains. Journal of Infectious Diseases and Immunity, 2013, 5(3): 24-28 ( ).
  • DOI: 10.5897/JIDI2013.0118
  • Chandrakanth R.K., Raju S., Patil S.A. Aminoglycoside-resistance mechanisms in multidrug-resistant Staphylococcus aureus clinical isolates. Current Microbiology, 2008, 56(6): 558-562 ( ).
  • DOI: 10.1007/s00284-008-9123-y
  • Ubukata K., Yamashita N., Gotoh A., Konno M. Purification and characterization of aminoglycoside-modifying enzymes from Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis. Antimicrobial Agents and Chemotherapy, 1984, 25(6): 754-759 ( ).
  • DOI: 10.1128/AAC.25.6.754
  • Hosseini S.A.A.M., Khoramrooz S.S., Marashifard M., Parhizgari N., Mansouri F. Frequency of the genes encoding aminoglycoside modifying enzymes in Staphylococcus aureus isolated from hospitalized burn patients. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences, 2016, 25(134): 147-157.
  • Rouch D.A., Byrne M.E., Kong Y.C., Skurray R.A. The aacA-aphD gentamycin and kanamycin resistance determinant of Tn4001 from Staphylococcus aureus: expression and nucleotide sequence analysis. Journal of General Microbiology, 1987, 133(11): 3039-3052 ( ).
  • DOI: 10.1099/00221287-133-11-3039
  • Hancock R.E.W. Aminoglycoside uptake and mode of action - with special reference to streptomycin and gentamicin. I. Antagonists and mutants. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 1981, 8(4): 249-276 ( ).
  • DOI: 10.1093/jac/8.4.249
  • Turutoglu H., Hasoksuz M., Ozturk D., Yildirim M., Sagnak S. Methicillin and aminoglycoside resistance in Staphylococcus aureus isolates from bovine mastitis and sequence analysis of their mecA genes. Veterinary Research Communications, 2009, 33(8): 945-956 ( ).
  • DOI: 10.1007/s11259-009-9313-5
  • Wang Z., Han R., Liu Y., Du Q., Liu J., Ma C., Li H., He Q., Yan Y. Direct detection of erythromycin-resistant Bordetella pertussis in clinical specimens by PCR. Journal of Clinical Microbiology, 2015, 53(11): 3418-3422 ( ).
  • DOI: 10.1128/JCM.01499-15
  • Li Y., Liu X., Zhang B., He Q., Wang Z. Where macrolide resistance is prevalent. APMIS, 2015, 123(4): 361-363 ( ).
  • DOI: 10.1111/apm.12357
  • Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Tests; Approved Standard - Twelfth Edition. CLSI Supplement M02-A12. Clinical and Laboratory Standards Institute, USA, 2015.
  • Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам. МУК 4.2.1890-04. M., 2004.
  • Шурдуба Н.А., Сотникова В.М., Осипова И.С. Образование энтеротоксинов коагулазонегативными стафилококками, выделенными из молока и секрета вымени лактирующих коров. РЖ "Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии", 2013, 2(10): 56-57.
  • Никулин Д.М. Стафилококковый мастит коров. Нивы Зауралья, 2015, 6: 74-77.
  • Klibi A., Maaroufi A., Torres C., Jouini A. Detection and characterization of methicillin-resistant and susceptible coagulase-negative staphylococci in milk from cows with clinical mastitis in Tunisia. International Journal of Antimicrobial Agents, 2018, 52(6): 930-935 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.ijantimicag.2018.07.026
  • Haran P., Godden S.M., Boxrud D., Jawahir S., Bender J.B., Sreevatsan S. Prevalence and characterization of Staphylococcus aureus, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus, isolated from bulk tank milk from Minnesota dairy farms. Journal of Clinical Microbiology, 2012, 50(3): 688-695 ( ).
  • DOI: 10.1128/JCM.05214-11
  • Hamiroune M., Berber A., Boubekeur S. Contribution à l'étude de la contamination du lait bovin par les staphylocoques dans certaines fermes de la région d'Alger et son impact sur la santé humaine. Revue scientifique et technique (International Office of Epizootics), 2014, 33(3): 1027-1034.
  • Peles F., Wagner M., Varga L., Hein I., Rieck P., Gutser K., Keresztúri P., Kardos G., Turcsányi I., Béri B., Szabó A. Characterization of Staphylococcus aureus strains isolated from bovine milk in Hungary. International Journal of Food Microbiology, 2007, 118(2): 186-193 ( ).
  • DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.010
  • Srednik M.E., Usongo V., Lépine S., Janvier X., Archambault M., Gentilini E.R. Characterisation of Staphylococcus aureus strains isolated from mastitis bovine milk in Argentina. Journal of Dairy Research, 2018, 85(1): 57-63 ( ).
  • DOI: 10.1017/s0022029917000851
  • Bidya S., Suman R.S. Comparative study of three β lactamase test methods in Staphylococcus aureus isolated from two Nepalese hospitals. Open Journal of Clinical Diagnostics, 2014, 4: 47-52 ( ).
  • DOI: 10.4236/ojcd.2014.41009
  • Shi D., Hao Y., Zhang A., Wulan B., Fan X. Antimicrobial resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in China. Transboundary and Emerging Diseases, 2010, 57(4): 221-224 ( ).
  • DOI: 10.1111/j.1865-1682.2010.01139.x
  • Aarestrup F.M., Jensen N.E. Development of penicillin resistance among Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitis in Denmark and other countries. Microbial Drug Resistance, 1998, 4(3): 247-256 ( ).
  • DOI: 10.1089/mdr.1998.4.247
  • Nunes S.F., Bexiga R., Cavaco L.M., Vilela C.L. Technical note: antimicrobial susceptibility of Portuguese isolates of Staphylococcus aureus and Staphylococcus epidermidis in subclinical bovine mastitis. Journal of Dairy Science, 2007, 90(7): 3242-3246 ( ).
  • DOI: 10.3168/jds.2006-739
  • Kaase M., Lenga S., Friedrich S., Szabados F., Sakinç T., Kleine B., Gatermann S.G. Comparison of phenotypic methods for penicillinase detection in Staphylococcus aureus. Clinical Microbiology and Infection, 2008, 14(6): 614-616 ( ).
  • DOI: 10.1111/j.1469-0691.2008.01997.x
  • The European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Routine and extended internal quality control as recommended by EUCAST. Version 8.0, 2018. Режим доступа http://www.eu-cast.org/ast_of_bacteria/previous_versions_of_documents/. Дата обращения 18.12.2019.
  • Farahani A., Mohajeri P., Gholamine B., Rezaei M., Abbasi H. Comparison of different phenotypic and genotypic methods for the detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus. North American Journal of Medical Sciences, 2013, 5(11): 637-640 ( ).
  • DOI: 10.4103/1947-2714.122305
  • Pitkälä A., Haveri M., Pyörälä S., Myllys V., Honkanen-Buzalski T. Bovine mastitis in Finland 2001 - prevalence, distribution of bacteria, and antimicrobial resistance. Journal of Dairy Science, 2004, 87(8): 2433-2441 (
  • DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(04)73366-4)
Еще
Статья научная