CC BY
52
Статья ретрактирована 02.09.2019 (протокол № 10 от 02.09.2019 заседания редакционной коллегии журнала мАграрнЫ®СИ^Ур^?Р"ь'" вестник Урала № 3 (95), 2012 г. ^
_Ветеринария
динамика изменения антибиотикочувствительности
у возбудителей заболеваний молоднякд
крупного рогатого скота
н. н. ШКиль,
кандидат ветеринарных наук, доцент, Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии тел 8(383)348-60-23; е-таИ: шс°|а°7@таи.ги
Положительная рецензия представлена С. К. Димовым, доктором ветеринарных наук, профессором, заведующим лабораторией оптимизации противоэпизоотических систем Института экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Россельхозакадемии.
Ключевые слова: антибиотикочувсвтительность, микроорганизм, телята, антибиотик, аминогликози-ды, хинолоны/фторхинолоны, энрофлоксацин.
Keywords: antibioticsensetive, microorganism, calfs, antibiotic, aminoglicosids, hinolone/ftorhinolone, enrofloxa-
Респираторные и желудочно-кишечные заболевания полиинфекционной природы телят в ранний постнаталь-ный период остаются основной причиной недополучения ремонтного молодняка в скотоводстве. Падеж от них может достигать 10-35 % новорожденного поголовья. Также установлен факт снижения уровня продуктивности животных вследствие перенесенных инфекционных заболеваний в молозиво-молочный возрастной период [4, 5].
Основным методом лечения животных остается широкое использование антибиотиков с различным спектром действия, в зависимости от чувствительности возбудителя и этиологии заболевания. Это привело к формированию устойчивости микроорганизмов к применяемым антибактериальным препаратам и в целом отрицательно отразилось на эффективности терапии.
Изменение биологических свойств возбудителей инфекционных заболеваний (в том числе и антибиотикочувстви-тельность) осуществляется за счет передачи информации внутри сообщества микроорганизмов. В настоящее время выделяют несколько способов передачи информации о биологических свойствах микроорганизмов. Первый — за счет кольцевой ДНК-плазмиды, второй — посредством химических соединений и ферментных структур микроорганизмов, третий — физический, или энергополевой, без непосредственного контакта микроорганизмов [1, 3, 6, 17]. Так, гибнущая от хлорамфеникола культура Vibirio costisola посылает сигнал стимулирующего роста другой культуре [8]. Также установлен факт повышения резистентности к антибиотикам у Bacillus carbonifillus, посылаемой культуры как одного, так и разных видов микробов в условиях разделения испытуемых культур сплошным слоем. Предполагается, что передача сигнала обеспечивается электромагнитными или ультразвуковыми волнами [15, 16].
Установлено, что уровень чувствительности микроорганизмов к антибиотикам может быть обусловлен широким кругом химических и лекарственных веществ (гормоны, витамины, минеральные соли, органические и неорганические соединения) [1, 2, 10]. Так, на фоне применения животным тетрациклинов и хлорамфеникола отмечено приобретение устойчивости (мультирезистентности) микроорганизмов не только к этим препаратам, но и к ß-лактамам и хино-лонам [9]. Установлено, что культивирование E. coli в присутствии апромицина, представителя аминогликозидного ряда в концентрации 18 мкг/мл, вызывает утрату R-плазмиды, отвечающей за резистентность к ß-лактамам [2, 13, 14, 18].
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Изучение закономерностей передачи свойств антибио-тикоустойчивости открывает широкие перспективы управления инфекционным процессом и, как следствие, создает предпосылки для повышения эффективности лечения и профилактики инфекционных заболеваний.
Цель исследования — провести анализ динамики изменения чувствительности микроорганизмов к антибиотикам и ее закономерностей.
материалы и методы.
Выделение возбудителей инфекционных заболеваний телят осуществляли в течение 2001-2010 гг. ежегодно из хозяйств Новосибирской, Кемеровской, Томской областей и Алтайского края. При исследовании 224 проб от мертвых, абортированных плодов и телят от 1-дневного до 6-месячного возраста патологический или биологический материал высевали на МПА, среды Эндо, Китта-Тарроцци. Для выделения микоплазм и уреаплазм использовали специальные питательные среды производства НИИПОИ г. Омск. Для индикации выделенных культур посевы из биоматериала от мышей проводили на МПА. Типирование и биохимические свойства выделенных культур изучали по методическим рекомендациям системы СИБ «Новые ускоренные методы индикации патогенных микроорганизмов» (ИМБИО г Н. Новгород).
Чувствительность микроорганизмов к антибиотикам определяли дискодиффузионным методом [7] с дисками мономицина, тетрациклина, стрептомицина, левомицетина, полимиксина, неомицина, гентамицина, окситетрациклина, амоксиклава, синулокса, левомицетина, кламоксила, апромицина, ампициллина, тилана, канамицина, нетилмицина, бензилпенициллина, энрофлоксацина, ципрофлоксацина, линкомицина, эритромицина, цефуроксима, цефтриаксона. результаты исследований.
Исследована 21 (9,4 %) проба от абортировавших и мертвых плодов телят, 71 (31,8 %) — от телят профилак-торного периода, 67 (30,0 %) — от телят от 10 дн. до 1 - мес. возраста, 47 (21,0 %) — от 1-3 - мес. телят, 18 (8,0 %) — старше 3 - мес. В 32 % случаев патогенную микрофлору выделяли от телят с клиническими признаками желудочно-кишечных заболеваний. Респираторный синдром отмечали у 68 % телят.
В 54,5 % пробах выделяли бактерий родов Enterococcus и Streptococcus. Семейство Enterobacteriaceae было представлено микроорганизмами родов Escherichia в 38,0 % пробах патологического материала, Proteus —
= 70
и 60
I 50
5Ü 40
s 30
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
I хинолоны/фторхинолоны
□ аминогликозиды
рисунок 1
динамика чувствительности микроорганизмов рода Proteus . к антибиотикам
www.m-avu. narod. ru
■ хинолоны/фторхинолоны
о аминогликозиды
рисунок 2
динамика чувствительности микроорганизмов рода Escherichia к антибиотикам
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г.
§ Фф
Ветеринария 'V
100 80 60 40 20 0
■
el 1
* ■ чп Ш^Ш p 1
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 год
□ хинолоны/фторхинолоны
I аминогликозиды
2001 2002 2003
2004 2005 2006 2007 год
2008 2009 2010
□ хинолоны/фторхинолоны
I аминогликозиды
70 60 50 40 30 20 10 0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 год
□ хинолоны/фторхинолоны
I аминогликозиды
рисунок 3
динамика чувствительности микроорганизмов рода Proteus
к антибиотикам
рисунок 4
динамика чувствительности микроорганизмов рода Escherichia к антибиотикам
s 60 |50f
| 40 ф
S= 30 ш
Б 20
ш
т 10
tn-~~--
i 1 1 i _ . 1 Fi i ■ ГТ
i 1 п S is В
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 год
рисунок 5
динамика чувствительности микроорганизмов рода salmonella к антибиотикам
в 23,2 %, Klebsiella — в 21,4 %, Salmonella — в 5,4 %. Представители рода Pasteurellacaea были выявлены в 4,9 % пробах. Микроорганизмы других родов (Citrobacter, Enterobacter, Clostridium, Listeria, Shigella, Bordetella, Pseudomonas, Staphylococcus, Mycoplasmatalis, Neiseriae) выделяли в 21,4 % случаях. Выделенная микрофлора в 81,5 % случаев обладала патогенностью для белых мышей.
Результаты исследований показали, что наибольшая чувствительность выявлена к антибиотикам хинолонового/ фторхинолонового (энрофлоксацин, офлоксацин, ципроф-локсацин) и аминогикозидного (гентамицин, левомицетин, неомицин, нетилмицин) рядов. При анализе динамики изменения чувствительности возбудителей инфекционных заболеваний телят выявлены общие закономерности для всех изучаемых родов микроорганизмов, а именно волновой характер изменчивости показателя. Отмечено, что повышенная чувствительность к определенному ряду антибиотика соответствует снижению аналогичного показателя в этот же год, при этом смена повышенной чувствительности в течение нескольких лет сменяется понижением показателя в течении ряда последующих лет (рис. 2-7). Так, 2001 г характеризовался высокой чувствительностью микрофлоры к препаратам аминогликозидного ряда, однако с 2002 по 2005-2006 гг. отмечен стабильным рост показателя к препаратам хинолонового/фторхинолонового ряда, с последующим снижением к 2010 г Также установлено, что степень проявления этой закономерности у разных родов микрофлоры неодинаковая.
В группе микроорганизмов (род Proteus, Escherichia, Salmonella), которые чаще выделялись при заболеваниях желудочно-кишечного тракта телят, отмечены характерные изменения (рис. 3-5). В 2001 г. в группе родов Proteus, Escherichia и Salmonella установлена высокая чувствительность к аминогликозидам у 27,1, 50,0 и 75,0 % выделенных изолятов соответственно.
Последующие годы характеризуются резким ростом показателя к препаратам хинолонового/фторхинолонового ряда с максимальными значениями в 2005 и 2006 гг. у рода Proteus 80,0 и 100,0 % и рода Escherichia 62,5 и 66,0 % соответственно. Однако в 2007 г. эти показатели выравниваются с препаратами аминогликозидного ряда, а в течение 2009 и 20
□ хинолоны/фторхинолоны
■ аминогликозиды
рисунок 6
динамика чувствительности микроорганизмов родов enterococcus и streptococcus к антибиотикам
2010 гг. отмечается к ним максимальная чувствительность из всего спектра изучаемых антибактериальных препаратов. В 2009 г. у микроорганизмов рода Proteus и Escherichia отмечен максимальный показатель к аминогликозидам у 33,3 и 50,0 % при полной устойчивости к антибиотикам хинолонового/фторхинолонового ряда. В течение 10 лет мониторинга чувствительности микроорганизмов рода Proteus к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового ряда она составила 18,1 + 11,3 % и 38,9 + 25,3 % соответственно.
Средняя чувствительность в период диагностических исследований у микроорганизмов рода Escherichia к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового ряда составила 33,1 + 13,5 %, 29,4 + 18,0 % соответственно.
Динамика изменения антибиоткочувствительности у микроорганизмов рода Salmonella отличается отсутствием резких колебаний показателя в течение 2002-2010 гг. наблюдения. Уровень чувствительности к препаратам аминогликозидного ряда в период его доминирования у микроорганизмов рода Salmonella был выше аналогичного показателя к препаратам хинолонового/фторхинолонового ряда. Так, в 2001 г. он составлял 75,0 %, в 2006 г. — 43,0, в 2007 г. — 59,0, в 2008 г. — 57,0, в 2009 г. — 57,6, в 2010 г. — 46,0 %. Чувствительность к хинолоно-вого/фторхинолоновому ряду в 2002-2005 гг. варьировала от 40,0 % до 48,18 %. Средняя чувствительность в период диагностических исследований у микроорганизмов рода Salmonella к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового ряда составила 41,4 ± 18,0 и 36,5 ± 8,1 % соответственно.
Изучение изменений чувствительности у микроорганизмов родов Enterococcus, Streptococcus и Klebsiella, выделенных преимущественно при заболеваниях респираторного тракта, на протяжении периода наблюдения не показало абсолютного превалирования антибиотиков одного из рядов (6-7).
Наибольшую чувствительность микроорганизмов родов Enterococcus и Streptococcus к препаратам хинолонового/фторхинолонового ряда отмечали в 2002-2005 гг. с последующим снижением в 2006-2010 гг. Период роста
www. m-avu. narod. ru
0
Аграрный вестник Урала № 3 (95), 2012 г. —^XSSSG.
Ветеринария ^
35 30 25 20 15 10 5 - 0
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
год
□ хинолоны/фторхинолоны
I аминогликозиды
рисунок 7
динамика чувствительности микроорганизмов рода Klebsiella к антибиотикам
чувствительности микроорганизмов к препаратам амино-гликозидного ряда в 2001, 2007-2010 гг. характеризуется более выраженным доминированием над препаратами хинолонового/фторхинолонового ряда. Так, в период 2001 г., 2006-2010 гг. показатель чувствительности составлял 34,6; 28,5; 42,86; 34,21; 31,25; 46,15 % соответственно. Средняя чувствительность в период диагностических исследований у микроорганизмов рода Enterococcus и Streptococcus к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового ряда составила 33,15 ± 6,8 и 23,8 ± 12,8 % соответственно.
Чувствительность микроорганизмов рода Klebsiella характеризуется более быстрым изменением показателя чувствительности от хинолонового/фторхинолонового ряда, который наблюдали в 2002-2003 гг., с периодом одинаковой чувствительности с препаратами аминогликозидного ряда в 2004-2005 гг., к росту показателя к аминогликазид-ному ряду в 2006-2010 гг. (рис. 7). Кроме того, род Klebsiella характеризуется наименьшей чувствительностью к антибиотикам сопоставляемых рядов, максимальное значение установлено в 2006 г. — у 31,25 % выделенных изолятов к препаратам аминогликозидного ряда.
Средняя чувствительность в период диагностических исследований у микроорганизмов рода Klebsiella к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового ряда составила 21,6 ± 4,5 % и 17,6 ± 5,9 % соответственно.
выводы.
Результаты диагностических исследований чувствительности микроорганизмов родов Escherichia, Salmonella, Proteus, Klebsiella, Enterococcus и Streptococcus к антибиотикам аминогликозидного и хинолонового/фторхинолонового рядов показали, что чаще всего рост показателя в одной группе препаратов сопровождается падением этого показателя в другой группе препаратов.
Наиболее резкие изменения показателей антибиотикоу-стойчивости с наличием абсолютных значений отмечены у микроорганизмов рода Escherichia, что, видимо, связано с наиболее развитым механизмом формирования резистентности как способа адаптации (ген micF вызывает положительную модуляцию транскрипции, продукт которой, антисмысловая РНК, ингибирует синтез пориновых белков на уровне трансляции, положительно воздействуя на содержание в клетках фактора множественной стрессорной устойчивости o5) к фторхинолонам [10, 11] в 2008-2010 гг.
Микроорганизмы рода Salmonella показали более высокий уровень чувствительности к препаратам аминогликозидного ряда и доминировали по аналогичному показателю над препаратами хинолонового/фторхинолонового ряда. Так, в 2001 г. он составлял 75,0 %, в 2006 г. — 43,0 %, в 2007 г. — 59,0 %, в 2008 г. — 57,0 %, в 2009 г. — 57,6 %, в 2010 г. — 46,0 %. Чувствительность к хинолонового/фтор-хинолоновому ряду в 2002-2005 гг. варьировала от 40,0 % до 48,18 %.
Выявлена наиболее выраженная устойчивость микроорганизмов родов Enterococcus и Streptococcus к препаратам хинолонового/фторхинолонового ряда в сравнении с антибиотиками аминогликозидной группы, которую обеспечивают соответствующие области генов gyrA, gyrB, parC и parE, определяющие устойчивость к хинолонам (QRDR — quinolone resistance determining region) [12].
литература
1. Бухарин О. В. Проблема персистенции патогенов в инфектологии // ЖМЭИ. 2006. № 4. С. 4-8.
2. Волчанская О. А., Татарчук О. П. Апромицин и проблема плазмидной резистентности бактерий // Российский ветеринарный журнал. 2006. № 1. С. 8-9.
3. Габидулина З. Г, Габидулин Ю. З., Ахтариева А. А. Характеристика свойств определяющих персистенцию моно- и ассоциированных культур условно патогенных энтеробактерий // ЖМЭИ. 2006. № 4. С. 62-64.
4. Джупина С. И. Этиология и профилактика массовых желудочно-кишечных болезней телят // Ветеринарная патология. 2003. № 2. С. 28-30.
5. Сидоров М. А., Федоров Ю. Н., Савич О. М. Иммунный статус и инфекционные болезни новорожденных телят и поросят // Ветеринария. 2006. № 11. С. 3-5.
6. Карасевич Ю. Н. Экспериментальная адаптация микроорганизмов. М. : Наука, 1975. 179 с.
7. Методы бактериологического исследования в клинической микробиологии : методические рекомендации / утв. Минздравом СССР от 17.01.1983.
8. Николаев Ю. А. Диктантные взаимодействия между клетками бактерий // Микробиология. 1992. Т. 61. № 6. С. 1066-1071.
9. Сидоренко С. В. Механизмы резистентности микроорганизмов // БИО. 2005. № 5 (56). С. 2-4.
10. Ткаченко А. Г, Пожидаева О. Н., Шумков М. С. Роль полиаминов в формировании множественной антибиотикочув-ствительности Е. coli в условиях стрессорных воздействий // Биохимия. 2006. № 9 (71). С. 1287-1297.
11. Решедько Г. К. Аминогликозиды: перспективы клинического использования в стационарах России // Клиническая микробиология и антимикробная химиотерапия. 2008. № 3 (10). С. 260-270.
12. Федорчук В. В. [и др.]. Роль мутаций в ДНК-гиразе и топоизомеразе IV в устойчивости Streptococcus pneumoniae к фторхинолонам // Вестник Московского университета. Серия Химия. 2002. № 6 (43). С. 349-352.
13. DeNap J. C., Thomas J. R., Musk D. J., Hergenrothor P. J. Combating drag-resistant bacteria: small molecule mimics of plasmid incompatibility as antiplasmid compounds // J. Am. Chem. Soc. 2004. № 126 (47). P. 15402-15404.
14. Gomes-Lus R. Evolution of bacterial resistance to antibiotic during the last decades // Int. Microbiol. 1998. № 1. P. 279-284.
15. Matsuhash M., Pancrushina A. N., Endoh K. [et. al.]. Bacillus carbonifillus cells respond to growth-promoting physical signals from cells of gomologus and heterologus bacteria // J. Gen. Appl. Microbiol. 1996. V. 42. P. 315-320.
16. Matsuhash M. [et. al.]. Cellular signals regulating antibiotics sensitivities of bacteria // Microbiol. Drag Res. 1996. V. 2. № 1. P. 91-93.
17. Montagnier L., Aissa J., Ferris S. Electromagnetic signals are produced by aqueous nanostructures derived from bacterial DNA sequences // Interdiscip Sci Comput Life Sci. 2009. № 1. P. 81-90.
18. Rice L. B., Bonomo R. A. Genetic and biochemical mechanisms of bacterial resistance to antimicrobial agents // In Lorian V. Antibiotics in laboratory medicine. New York, 1996. P. 453-501.
www.m-avu. narod. ru
21
