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      雛鴨腹瀉大腸埃希菌耐藥性和氨基糖苷類抗生素耐藥基因檢測(cè)與分析

      2023-04-29 00:44:03方光遠(yuǎn)張萍郭大偉談福利張智敏陳俊紅蔣加進(jìn)
      關(guān)鍵詞:藥敏試驗(yàn)耐藥性分析

      方光遠(yuǎn) 張萍 郭大偉 談福利 張智敏 陳俊紅 蔣加進(jìn)

      摘要:目的 研究雛鴨腹瀉大腸埃希菌的耐藥性和氨基糖苷類抗生素耐藥基因的存在情況。方法 采取山東濟(jì)寧某養(yǎng)鴨場(chǎng)腹瀉雛鴨糞便病料,通過(guò)實(shí)驗(yàn)室分離培養(yǎng),對(duì)雛鴨腹瀉大腸埃希菌進(jìn)行藥敏試驗(yàn),比較雛鴨腹瀉大腸埃希菌分離株對(duì)抗菌藥物的敏感性,并采用PCR法對(duì)氨基糖苷類抗生素耐藥菌株進(jìn)行氨基糖苷類抗生素耐藥基因aac(3)-Ⅰ、aac(3)-Ⅱ、aac(6)-Ⅰb、aac(6)-Ⅱ、ant(3”)-Ⅰ和aph(3)-Ⅱ的檢測(cè)。結(jié)果 在24種藥物敏感性試驗(yàn)中,雛鴨腹瀉大腸埃希菌對(duì)頭孢他啶、頭孢哌酮、頭孢吡肟和阿米卡星4種藥物敏感,對(duì)氧氟沙星、頭孢曲松、頭孢噻肟和大觀霉素4種藥物中度敏感;對(duì)青霉素、鏈霉素、慶大霉素和四環(huán)素等16種藥物耐藥。在20株菌株中,檢測(cè)的氨基糖苷類抗生素耐藥基因中5株細(xì)菌檢測(cè)出aac(3)-Ⅰ,10株細(xì)菌檢測(cè)出aac(3)-Ⅱ,5株細(xì)菌檢測(cè)出aac(6)-Ⅰb,6株細(xì)菌檢測(cè)出aac(6)-Ⅱ,8株細(xì)菌檢測(cè)出ant(3”)-Ⅰ,17株細(xì)菌檢測(cè)出aph(3)-Ⅱ。結(jié)論 此次試驗(yàn)分離培養(yǎng)出的雛鴨腹瀉大腸埃希菌呈現(xiàn)普遍耐藥性,普遍檢測(cè)出氨基糖苷類抗生素耐藥基因aac(3)-Ⅰ、aac(3)-Ⅱ、aac(6)-Ⅰb、aac(6)-Ⅱ、ant(3”)-Ⅰ和aph(3)-Ⅱ,其中aph(3)-Ⅱ檢出率高達(dá)85%。

      關(guān)鍵詞:雛鴨腹瀉大腸埃希菌;耐藥性;耐藥基因;氨基糖苷類抗生素;藥敏試驗(yàn);檢測(cè);分析

      中圖分類號(hào):R978.1? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ?文章編號(hào):1001-8751(2023)03-0150-05

      Detection and Analysis of Drug Resistance and Aminoglycoside Resistance Genes of Escherichia coli in Ducklings with Diarrhea

      Fang Guang-yuan1, Zhang Ping1, Guo Da-wei2, Tan Fu-li1, Zhang Zhi-min1, Chen Jun-hong1, Jiang Jia-jin1

      (1 College of Animal Science and Food Engineering of Jinling Institute of Technology, Nanjing? ?210038;?2 College of Veterinary Medicine, Nanjing? ?210095)

      Abstract: Objective To study the drug resistance of Escherichia coli with ducklings diarrhea and the existence of aminoglycoside antibiotic resistance genes. Methods Take the feces of diarrhea ducklings from a duck farm in Jining City, Shandong Province, isolated and cultured in the laboratory, and the susceptibility of duck Escherichia coli with ducklings diarrhea was tested to compare the susceptibility of Escherichia coli with ducklings diarrhea isolates to antibiotics. Aminoglycoside antibiotic resistance genes aac(3)-Ⅰ, aac(3)-Ⅱ, aac(6)-Ⅰb, aac(6)-Ⅱ, ant(3”)-Ⅰ and aph(3)-Ⅱ were detection by PCR. Results Escherichia coli with duckling diarrhea was sensitive to 4 kinds of ceftazidime, cefoperazone, cefepime and amikacin in 24 drug susceptibility tests. Four kinds of drugs, including fluloxacin, ceftriaxone, cefotaxime, and spectinomycin, were moderately sensitive, and were resistant to 16 kinds of drugs, including penicillin, streptomycin, gentamicin, and tetracycline. Among the 20 strains, aac(3)-I was detected in 5 bacteria, aac(3)-II was detected in 10 bacteria, aac(6)-Ib was detected in 5 bacteria, aac(6)-II was detected in 6 bacteria, ant(3”)-I was detected in 8 strains, and aph(3)-II was detected in 17 strains. Conclusion The duckling diarrhea Escherichia coli isolated and cultured in this experiment has shown general resistance to most antibiotics, and aminoglycoside antibiotic resistance genes aac(3)-Ⅰ, aac(3)-Ⅱ, aac(6)-Ib, aac(6)-II, ant(3”)-I and aph(3)-II were generally detected. The detection rate of aps (3')-Ⅱ is as high as 85%.

      Key words: E.coli diarrhea in ducklings;? ?drug resistance;? ?drug resistance genes;? aminoglycoside antibiotics;? drug susceptibility testing;? ?detect;? ?analyse

      由于我國(guó)養(yǎng)鴨業(yè)迅猛發(fā)展,雛鴨腹瀉大腸埃希菌病已成為危害雛鴨的一種主要傳染病[1]。雛鴨腹瀉大腸埃希菌主要感染20 d齡左右的雛鴨,通過(guò)從外界環(huán)境侵入鴨的腸道內(nèi)造成感染。大腸埃希菌血清型眾多且分布廣泛,因此大腸埃希菌耐藥表現(xiàn)也不相同,存在時(shí)間性差異及地區(qū)性差異[2]。我國(guó)家禽養(yǎng)殖場(chǎng)常采用一些抗生素對(duì)大腸埃希菌感染進(jìn)行預(yù)防和治療,但對(duì)抗生素使用量有時(shí)不加以控制,從而導(dǎo)致大腸埃希菌耐藥性持續(xù)擴(kuò)大,出現(xiàn)一些大腸埃希菌菌株無(wú)藥可用的境地。因此,根據(jù)各地養(yǎng)殖場(chǎng)大腸埃希菌流行情況,規(guī)范、合理使用抗生素十分迫切。吳信明等[3]對(duì)38株鴨源大腸埃希菌的藥敏試驗(yàn)結(jié)果顯示38株細(xì)菌對(duì)慶大霉素、卡那霉素和磷霉素具有耐藥性,且均表現(xiàn)出多重耐藥性。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)雛鴨腹瀉大腸埃希菌進(jìn)行分離培養(yǎng)、藥敏試驗(yàn)和PCR檢測(cè)氨基糖苷類抗生素耐藥基因的存在情況,分析雛鴨腹瀉大腸埃希菌的耐藥機(jī)理,對(duì)臨床雛鴨腹瀉大腸埃希菌病的預(yù)防和治療具有一定的指導(dǎo)意義。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      1.1.1 細(xì)菌菌種

      采取山東濟(jì)寧某養(yǎng)鴨場(chǎng)腹瀉雛鴨糞便病料20份,通過(guò)分區(qū)劃線接種SS瓊脂平板進(jìn)行分離培養(yǎng)獲得紅色菌落,經(jīng)革蘭染色鏡檢觀察、接種CYZ-15e腸桿菌科細(xì)菌生化編碼鑒定管和三糖鐵瓊脂斜面進(jìn)行生化鑒定、16SrDNA基因片段PCR擴(kuò)增基因測(cè)序試驗(yàn),結(jié)果表明從20份腹瀉雛鴨糞便病料中分離培養(yǎng)獲得的20株細(xì)菌均為大腸埃希菌,對(duì)獲得的20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌,凍干保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.1.2 培養(yǎng)基

      普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂、SS瓊脂培養(yǎng)基和營(yíng)養(yǎng)肉湯,自行配制。

      1.1.3 試劑

      所用主要實(shí)驗(yàn)試劑有藥敏紙片(杭州濱河微生物試劑有限公司);2×Taq PCR mix、DL 2000 DNA Marker、瓊脂糖(Agarose)、TBE緩沖液、黃金視圖核酸染料(Goldview)和ddH2O等試劑(南京擎科生物科技有限公司)。

      1.2 方法

      1.2.1 細(xì)菌復(fù)蘇純化培養(yǎng)

      取出備用SS瓊脂平板,依次按照接種細(xì)菌的編號(hào)對(duì)其標(biāo)記,寫(xiě)明細(xì)菌種類和日期,用滅菌接種環(huán)挑取少量菌種凍干物,以分區(qū)劃線法接種SS瓊脂平板,放入培養(yǎng)箱37 ℃培養(yǎng)24 h后觀察結(jié)果。然后挑取SS瓊脂平板上單個(gè)典型菌落接種營(yíng)養(yǎng)肉湯和普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基平板,然后置于培養(yǎng)箱內(nèi)37 ℃培養(yǎng)24 h備用。

      1.2.2 細(xì)菌藥敏試驗(yàn)

      首先將制備的普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板標(biāo)記好有關(guān)信息,每個(gè)平板對(duì)應(yīng)一個(gè)不同的菌株。挑選普通營(yíng)養(yǎng)瓊脂平板上分離培養(yǎng)好的20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌菌落置于滅菌的0.9%氯化鈉溶液中,制成均勻懸液,使其濁度與0.5麥?zhǔn)蠁挝槐葷峁軡岫纫恢隆S脺缇藓炚喝≈苽浜玫木?,均勻涂布整個(gè)平板表面。然后用滅菌鑷子夾取藥敏紙片一張,貼在平板表面,一塊平板上貼4種不同的藥敏紙片,各藥敏紙片間隔≥32 mm,且紙片距平板邊緣≥16 mm。操作完成的平板置于培養(yǎng)箱中,37 ℃培養(yǎng)24 h后取出,仔細(xì)觀察結(jié)果,用直尺測(cè)量出各藥敏紙片抑菌圈直徑(mm)并記錄。結(jié)果判定參考抗微生物藥物敏感試驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)CLSI-M100-S20。

      1.2.3 細(xì)菌耐藥基因檢測(cè)

      (1)氨基糖苷類抗生素耐藥基因引物設(shè)計(jì)與合成,參照周家琦等[4]的文獻(xiàn)合成aac(3)-Ⅰ、aac(3)-Ⅱ、aac(6)-Ⅰb、aac(6)-Ⅱ、ant(3”)-Ⅰ和aph(3)-Ⅱ氨基糖苷類抗生素耐藥基因引物,引物序列及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

      (2)細(xì)菌DNA模板制備,各取1 mL 20種雛鴨腹瀉大腸埃希菌營(yíng)養(yǎng)肉湯培養(yǎng)物,以10000 r/min放入離心機(jī)內(nèi)離心3 min,然后移除上清液,加入1 mL的生理鹽水,置于旋渦器中充分混勻后再次離心,棄去上清液后,再加入1 mL生理鹽水混勻,放置待用。

      (3)氨基糖苷類抗生素耐藥基因PCR擴(kuò)增,PCR擴(kuò)增試劑配制:包括250 μL 2×Taq PCR Mix、上下游引物各取20 μL、210 μL ddH2O。取25 μL上述混合液分別加入標(biāo)記好的20個(gè)PCR管內(nèi),然后分別加入20個(gè)菌株DNA模板各1 μL,然后將各PCR管置于PCR基因擴(kuò)增儀。PCR反應(yīng)程序設(shè)置為:94 ℃預(yù)變性5 min→94 ℃變性45 s、56 ℃退火45 s、72 ℃延伸1 min共30個(gè)循環(huán)→72 ℃延伸 10 min→4 ℃維持。1.2%瓊脂糖電泳凝膠板配制:稱取0.6 g瓊脂糖加入到盛有50 mL 1倍TBE緩沖液的錐形瓶中,同時(shí)加入3 μL的Goldview,將錐形瓶放入微波爐加熱至完全溶解,倒入凝膠板中等待凝固后使用。反應(yīng)結(jié)束后取各種耐藥基因PCR產(chǎn)物10 μL,分別加到凝膠板的加樣孔中進(jìn)行電泳。電泳槽中加入1倍TBE緩沖液,電泳儀電泳參數(shù)設(shè)置為:電壓120 V,電流130 mA,電泳時(shí)間45 min。電泳結(jié)束后將凝膠塊取出放在紫外檢測(cè)儀上觀察結(jié)果。

      2 結(jié)果

      2.1 細(xì)菌復(fù)蘇純化培養(yǎng)結(jié)果

      采用分區(qū)劃線方法將雛鴨腹瀉大腸埃希菌菌種凍干物接種到SS瓊脂平板上37 ℃培養(yǎng)24 h后可見(jiàn)紅色、圓形、表面光滑濕潤(rùn)、邊緣整齊的直徑為2~3 mm菌落;普通瓊脂平板上可見(jiàn)表面光滑濕潤(rùn)、圓形隆起、呈半透明狀的直徑為2~3 mm中等大小菌落;營(yíng)養(yǎng)肉湯試管內(nèi)均勻渾濁,底部有白色沉淀物,管壁內(nèi)液面與試管壁交界處有菌環(huán)。

      2.2 細(xì)菌藥敏試驗(yàn)結(jié)果

      觀察20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌各菌株藥敏試驗(yàn)結(jié)果,測(cè)量抑菌圈,根據(jù)抗微生物藥物敏感試驗(yàn)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)CLSI-M100-S20進(jìn)行分析。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

      本試驗(yàn)20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌所檢測(cè)的24種抗菌藥物中,敏感率較高藥物有頭孢他啶(敏感率95%)、頭孢哌酮(敏感率50%)、頭孢吡肟(敏感率90%)、阿米卡星(敏感率45%);中介率較高藥物有頭孢曲松(中介率55%)、頭孢噻肟(中介率50%)、大觀霉素(中介率35%)、氧氟沙星(中介率40%);耐藥率較高的藥物有氨芐西林(耐藥率90%)、苯唑西林(耐藥率100%)、青霉素(耐藥率100%)、頭孢呋辛(耐藥率80%)、頭孢唑啉(耐藥率70%)、頭孢噻吩(耐藥率75%)、鏈霉素(耐藥率70%)、四環(huán)素(耐藥率95%)、氯霉素(耐藥率90%)等16種藥物。

      2.3 氨基糖苷類抗生素耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      2.3.1aac(3)-I 耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出5株細(xì)菌含有aac(3)-I耐藥基因,檢出率為25% (5/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖1。

      2.3.2aac(3)-Ⅱ耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出10株細(xì)菌含有aac(3)-II耐藥基因,檢出率為50% (10/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。

      2.3.3aac(6')-Ib 耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出5株細(xì)菌含有aac(6)-Ib耐藥基因,檢出率為25% (5/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖3。

      2.3.4aac(6')-Ⅱ耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出6株細(xì)菌含有aac(6)-II耐藥基因,檢出率為30% (6/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖4。

      2.3.5ant(3'')-I 耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出8株細(xì)菌含有ant(3'')-I耐藥基因,檢出率為40% (8/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖5。

      2.3.6aph(3')-II 耐藥基因檢測(cè)結(jié)果

      在20株菌株中,檢出17株細(xì)菌含有aph(3')-II耐藥基因,檢出率為85% (17/20)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖6。

      3 討論

      3.1 雛鴨腹瀉大腸埃希菌耐藥情況

      大腸埃希菌是使雛鴨發(fā)生大腸埃希菌病的條件致病菌。由于大腸埃希菌十分容易產(chǎn)生耐藥性,因此,大腸埃希菌被認(rèn)為是耐藥決定因子的“貯藏庫(kù)”[5]。大腸埃希菌的血清型很復(fù)雜,并且分布較為廣泛,目前已確認(rèn)有170多種O抗原血清型[6],所以預(yù)防和治療大腸埃希菌病存在很大的難度。大腸埃希菌耐藥菌株的大量產(chǎn)生加上其復(fù)雜的血清型,使養(yǎng)殖業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重[7]。在本次藥敏試驗(yàn)中可見(jiàn),20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌對(duì)頭孢他啶、頭孢哌酮、頭孢吡肟和阿米卡星4種藥物表現(xiàn)較為敏感;對(duì)氨芐西林、苯唑西林、青霉素、頭孢呋辛、頭孢唑啉、頭孢噻吩、鏈霉素、四環(huán)素、氯霉素等16種藥物耐藥性表現(xiàn)較高,20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌菌株多數(shù)表現(xiàn)為多重耐藥,有的甚至是泛耐藥。因此我們應(yīng)該依據(jù)藥敏試驗(yàn)結(jié)果及時(shí)挑選相應(yīng)的敏感藥物,用以預(yù)防和治療雛鴨腹瀉大腸埃希菌病,并采取輪換用藥或交替用藥措施,減少耐藥性的產(chǎn)生[8]。

      3.2 氨基糖苷類抗生素耐藥基因與耐藥性的關(guān)系

      眾所周知,抗生素能夠預(yù)防和治療人類和動(dòng)物細(xì)菌性疾病。但是,由于抗生素被廣泛使用甚至濫用,導(dǎo)致細(xì)菌對(duì)抗生素耐藥性相當(dāng)嚴(yán)重[9-10]。氨基糖苷類藥物以前作為抗大腸埃希菌感染治療的首選藥之一,效果顯著,但隨著使用率逐漸頻繁,它和β-內(nèi)酰胺類抗生素、氟喹諾酮類抗菌藥物對(duì)細(xì)菌的耐藥率每年都在上升[11]。人們常在預(yù)防和治療大腸埃希菌感染過(guò)程中使用氨基糖苷類抗生素,導(dǎo)致大腸埃希菌對(duì)氨基糖苷類抗生素耐藥性更加嚴(yán)重[12]。本試驗(yàn)通過(guò)參照周家琦等[4]和Chen等[13]的試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)合成了氨基糖苷類抗生素耐藥基因6對(duì)引物,使用PCR檢測(cè)方法對(duì)20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌的氨基糖苷類抗生素6種耐藥基因進(jìn)行了檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果表明,20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌氨基糖苷類抗生素耐藥基因aac(3)-Ⅰ、aac(3)-Ⅱ、aac(6')-Ⅰb、aac(6')-Ⅱ、ant(3'')-Ⅰ、aph(3')-Ⅱ檢出率分別為25%、50%、25%、30%、40%和85%。其中aph(3')-Ⅱ檢出率最高,達(dá)85%,在20株雛鴨腹瀉大腸埃希菌菌株中普遍存在。根據(jù)耐藥基因檢測(cè)結(jié)果與藥敏試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合可見(jiàn),同時(shí)具有多種耐藥基因的菌株是11號(hào)雛鴨腹瀉大腸埃希菌,共有4對(duì)耐藥基因;藥敏試驗(yàn)結(jié)果表明,該11號(hào)菌株對(duì)24種抗菌藥物耐藥達(dá)22種,提示其耐藥基因與耐藥性呈正相關(guān),此結(jié)果也表明大量使用各種抗生素包括氨基糖苷類抗生素,將可能導(dǎo)致雛鴨腹瀉大腸埃希菌對(duì)各種抗生素耐藥性不斷增強(qiáng)以及誘導(dǎo)氨基糖苷類抗生素耐藥基因的產(chǎn)生[14]。另外侯鳳香等[15]研究表明,雛鴨腹瀉大腸埃希菌病的發(fā)生與雛鴨的飼養(yǎng)環(huán)境和飼養(yǎng)方式緊密相關(guān),通過(guò)環(huán)境的交叉感染更加難以防治。劉哲通[16]研究表明,加味三黃湯中草藥制劑能夠有效抑制鴨大腸埃希菌生長(zhǎng)繁殖,副作用小,也很安全,用于治療鴨大腸埃希菌病具有顯著的療效。

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      收稿日期:2022-10-13

      基金項(xiàng)目:江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(202013573017Z);動(dòng)物藥品創(chuàng)新與制備“創(chuàng)客”虛擬班(2017008);

      江蘇省農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新與推廣掛縣強(qiáng)農(nóng)富民工程(SJKJ016);國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2016YFD0501306)。

      作者簡(jiǎn)介:方光遠(yuǎn),副教授,主要從事獸醫(yī)微生物學(xué)和獸醫(yī)生物制品學(xué)教學(xué)及科研工作。

      *通訊作者:張萍,副教授,主要從事獸醫(yī)藥理學(xué)和獸醫(yī)毒理學(xué)教學(xué)及科研工作。

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