CC BY
14
Научная статья/Research Article
УДК 619:618.19-002-085:636.22/.28;619:614.31:637.12
DOI: 10.36718/1819-4036-2023-3-95-100
Татьяна Ивановна Глотова1' , Светлана Владимировна Котенева2, Татьяна Евгеньевна Судоргина3, Алексей Васильевич Нефедченко4, Александр Гаврилович Глотов5
12,3,45Институт экспериментальной ветеринарии Сибири и Дальнего Востока Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН, Краснообск, Новосибирский район, Новосибирская область, Россия [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]
УСТОЙЧИВОСТЬ ВОЗБУДИТЕЛЕЙ МАСТИТА У КОРОВ К АНТИБАКТЕРИАЛЬНЫМ ПРЕПАРАТАМ
Цель исследования - определить резистентность микроорганизмов, выделенных из проб молока от коров с маститом, к антибактериальным препаратам. Задачи: провести анализ и выя -вить наиболее распространенные микроорганизмы, участвующие в патологии молочных желез у коров, и определить устойчивость выделенных из проб молока культур бактерий к антибактериальным препаратам. Исследование выполнено в 2014-2021 гг. в лаборатории биотехнологии - диагностическом центре ИЭВСиДВ СФНЦА РАН. Для исследования было отобрано 442 пробы молока от коров, больных клинической формой мастита, из крупных молочных комплексов 5 областей (Новосибирской, Тюменской, Томской, Омской и Амурской), Алтайского и Красноярского края Российской Федерации, а также - Республики Казахстан. Представлены данные о резистентности микрофлоры, которая определена к 17 антибактериальным препаратам 9 фармакологических групп. Выделенная микрофлора была представлена в основном бактериями родов Staphylococcus - 45,7 %>; Clostridium - 35,3; Streptococcus - 32; Salmonella - 9,5 %. Бактерии рода Staphylococcus были наиболее резистентны к полимиксину, цефалониуму, цефтониту, лин-комицину, цефапирину и ампициллину, а наименее - к амоксициллину с клавулановой кислотой. Бактерии рода Streptococcus наиболее резистентны к цефалониуму и полимиксину, наименее -к амоксициллину с клавулановой кислотой. Представители рода Clostridium устойчивы к линко-мицину и полимиксину, рода Salmonella - к энрофлоксацину, цефтониту и цефалониуму, Proteus vulgaris - к ампициллину, линкомицину, рифампицину, цефапирину, цефалониуму и полимиксину, Escherichia coli - к максимальному количеству исследованных антибактериальных препаратов. Представлены данные, свидетельствующие о необходимости своевременной диагностики мастита, выявления спектра противомаститных препаратов для повышения эффективности терапии.
Ключевые слова: крупный рогатый скот, молочные комплексы, антибактериальные препараты, резистентность, бактерии
Для цитирования: Устойчивость возбудителей мастита у коров к антибактериальным препаратам / Т.И. Глотова [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2023. № 3. С. 95-100. DOI: 10.36718/1819-4036-20233-95-100.
© Глотова Т.И., Котенева С.В., Судоргина Т.Е., Нефедченко А.В., Глотов А.Г., 2023 Вестник КрасГАУ. 2023. № 3. С. 95-100. Bulliten KrasSAU. 2023;(3):95-100.
Tatyana Ivanovna Glotova1, Svetlana Vladimirovna Koteneva2, Tatyana Evgenievna Sudorgina3, Alexey Vasilyevich Nefedchenko4, Alexander Gavrilovich Glotov5
12,3,45Institute of Experimental Veterinary Science of Siberia and the Far East, Siberian Federal Scientific
Center for Agricultural Biotechnology, Russian Academy of Sciences, Krasnoobsk, Novosibirsk District,
Novosibirsk Region, Russia
RESISTANCE OF MASTITIS IN COWS TO ANTIBACTERIAL DRUGS
The purpose of the study is to determine the resistance of microorganisms isolated from milk samples from cows with mastitis to antibacterial drugs. Objectives: to analyze and identify the most common microorganisms involved in the pathology of the mammary glands in cows and to determine the resistance of bacterial cultures isolated from milk samples to antibacterial drugs. The study was carried out in 20142021 in the laboratory of biotechnology - diagnostic center Institute of Experimental Veterinary Medicine of Siberia and the Far East SFSCA RAS. For the study, 442 milk samples were taken from cows with a clinical form of mastitis from large dairy complexes of 5 regions (Novosibirsk, Tyumen, Tomsk, Omsk and Amur), the Altai and Krasnoyarsk Regions of the Russian Federation, as well as the Republic of Kazakhstan. The data on the resistance of the microflora, which is determined to 17 antibacterial drugs of 9 pharmacological groups, are presented. The isolated microflora was represented mainly by bacteria of the genera Staphylococcus - 45.7 %; Clostridium - 35.3; Streptococcus - 32; Salmonella - 9.5 %. Bacteria of the genus Staphylococcus were most resistant to polymyxin, cephalonium, ceftonitis, lincomycin, cefapirine and ampicillin, and least to amoxicillin with clavulanic acid. Bacteria of the genus Streptococcus are most resistant to cephalonium and polymyxin, and least to amoxicillin with clavulanic acid. Representatives of the Clostridium genus are resistant to lincomycin and polymyxin, Salmonella genus - to enrofloxacin, ceftonite and cephalonium, Proteus vulgaris - to ampicillin, lincomycin, rifampicin, cefapirin, cephalonium and polymyxin, Escherichia coli - to the maximum number of studied antibacterial drugs.Data are presented that indicate the need for timely diagnosis of mastitis, the identification of a range of antimastitis drugs to improve the effectiveness of therapy.
Keywords: cattle, dairy complexes, antibacterial drugs, resistance, bacteria
For citation: Resistance of mastitis in cows to antibacterial drugs / T.I. Glotova [et al.] // Bulliten KrasSAU. 2023;(3): 95-100. (In Russ.). DOI: 10.36718/1819-4036-2023-3-95-100.
Введение. В условиях интенсификации животноводства одной из основных причин снижения молочной продуктивности коров является мастит, распространение которого среди лакти-рующих коров может достигать 73,4 %. Молоко от больных коров теряет питательные свойства и становится непригодным для технологической переработки. Кроме того, выпойка маститного молока телятам нередко приводит к возникновению и распространению у них различных болезней, отставанию в развитии и нередко к падежу [1-4]. Молоко является благоприятной питательной средой для развития разнообразных микроорганизмов, продуцирующих токсины. К настоящему времени в нем обнаружено 256 видов бактерий [5, 6].
Установлено, что основным этиологическим агентом мастита у крупного рогатого скота во всем мире признана бактерия S. aureus [1, 2, 4, 7]. В молоке от коров с маститом также выявлены бактерии: Klebsiella ozenae, Klebsiella oxytoca, Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Pseudomonas aeruginosa, а также: Escherichia coli, M ycoplasma spp., Corynebacterium spp. [8], Clostridium spp. [9].
Массовое бесконтрольное применение антибактериальных препаратов для лечения мастита у коров нередко приводит к формированию резистентных штаммов бактерий, снижению эффективности проводимой терапии. При интенсификация животноводства повышение молочной продуктивности коров часто сопровождается на-
рушениями рубцового пищеварения, развитием ацидозов и кетозов, ростом заболевания коров маститом. При этом отмечают изменения в особенностях клинического проявления и течения мастита, видовом составе микроорганизмов, вызывающих заболевание у коров, и их резистентности к применяемым для лечения антибактериальным препаратам [6, 7, 10].
Цель исследования - определить резистентность микроорганизмов, выделенных из проб молока от коров с маститом, к антибактериальным препаратам.
Задачи: провести анализ и выявить наиболее распространенные микроорганизмы, участвующие в патологии молочных желез у коров; определить устойчивость выделенных из проб молока культур бактерий к антибактериальным препаратам.
Материалы и методы. Исследование выполнено в 2014-2021 гг. в лаборатории биотехнологии - диагностическом центре ИЭВСиДВ СФНЦА РАН. Для исследования отбирали пробы молока от коров из крупных молочных комплексов 5 областей (Новосибирской, Тюменской, Томской, Омской и Амурской), Алтайского и Красноярского края Российской Федерации, а также - Республики Казахстан. Всего исследовали 442 пробы молока от коров, больных клинической формой мастита.
Для бактериологических исследований проводили посевы проб молока на питательные среды: ГРМ-агар, агар Эндо-ГРМ, висмут-сульфит-ГРМ-агар, агар МакКонки-ГРМ, агар Шедлера - и инкубировали их в термостате при 37 °С в аэробных и анаэробных условиях в течение 24-48 ч. Гемолитическую активность чистых культур бактерий определяли на МПА с добавлением 5 % свежей дефибринированной крови. Определение видового состава микрофлоры молока от больных маститом коров, идентификацию и изучение культурально-морфологических и биохимических свойств микроорганизмов проводили общепринятыми методами. Патогенность выделенных бактерий определяли на беспородных белых мышах массой 18-20 г. Для оценки резистентности к антибактериальным препаратам использовали чистые культуры микроорганизмов или материал изолированных колоний с плотных питательных сред после первичного посева образца клинического материала (с параллельной
идентификацией культуры). Для этих целей использовали триптон-соевый агар (ТСА) и диско-диффузионный метод согласно МУК 4.2. 1890-04 [11]. Для определения резистентности использовали 17 антибактериальных препаратов 9 фармакологических групп.
Результаты и их обсуждение. В результате бактериологических исследований 442 проб молока от коров с клиническим маститом выделили 642 культуры микроорганизмов. Наибольшее количество культур бактерий, выделенных из молока, принадлежало роду Staphylococcus (45,7 %). Количество бактерий рода Clostridium составило 35,3 %; Streptococcus spp. - 32; Salmonella spp. - 9,5; бактерий других видов - 20,9 и микроскопических грибов - 2 %. Другие бактерии были представлены: Proteus vulgaris, Corynebacterium spp., Escherichia coli и др. Бактерии рода Staphylococcus были представлены тремя видами, из которых преобладал Staphylococcus aureus (89 %), что согласуется с данными других исследователей, полученных при изучении микробиоты молока у коров, в т. ч. с маститом [6, 10, 12-17]. Бактерии рода Streptococcus были представлены пятью видами, но наибольшее количество (89 %) из них было Streptococcus agalactiae, что соответствует данным литературы [2, 3, 12]. Большое количество выделенных культур бактерий из проб молока от коров с маститом принадлежало роду Clostridium (35,3 %), видам: Clostridium histoly-ticum, Clostridium septicum, Clostridium sporoge-nes и Clostridium perfringens. Присутствие бактерий этого рода в молоке связывают с нарушениями рубцового пищеварения у коров, развитием ацидозов, кетозов и скармливанием животным некачественного силоса [8]. Микроорганизмы, выделенные из молока коров с маститом, обладали токсигенными и патогенными свойствами для лабораторных животных. Штаммы Streptococcus agalactiae были патогенными для белых мышей в 100 % случаев. Количество патогенных штаммов Staphylococcus aureus составило 92,4 %; Streptococcus agalac-tiae - 96,3; Salmonella dublin - 60; Escherichia coli - 100; Proteus vulgaris - 88,6 %. Количество штаммов бактерий рода Clostridium, токсиген-ных для белых мышей, составило 91,7 %, в т. ч.: Clostridium histolyticum - 88,6 %; Clostridium septicum - 96,3; Clostridium sporogenes - 100 %.
Результаты изучения резистентности выделенных культур бактерий к антибактериальным препаратам свидетельствуют о том, что резистентность к антибактериальным препаратам имела различия в зависимости от их фармакологических групп. Установили, что бактерии рода Staphylococcus наиболее резистентные к по-липепдидам (полимиксин), цефалоспоринам (цефалониум, цефтонит, цефапирин), пеницил-линам (ампициллин) и линкозамидам (линкоми-цин), а наименее - к бета-лактамам (амокси-циллин с клавулановой кислотой). Представители рода Clostridium были устойчивы к линкозамидам и полипепдидам (полимиксин), максимально - к цефалоспоринам (цефалониум, цефтонит, цефапирин, кобактан), пенициллинам (ампициллин), фторхинолонам (энрофлоксацин) и минимально - к бета-лактамам (амоксициллин с клавулановой кислотой). Бактерии рода Streptococcus наиболее резистентны к цефалоспори-нам (цефалониум) и полипептидам (полимик-син), наименее - к бета-лактамам (амоксицил-лин с клавулановой кислотой). Все выделенные из проб молока культуры бактерий рода Salmonella были резистентные к фторхинолонам (эн-рофлоксацин), цефалоспоринам (цефтонит, цефалониум), а менее устойчивы - к тетрацик-линам и аминогликозидам. Все культуры бактерии Proteus vulgaris были устойчивы к пеницил-линам (ампициллин), линкозамидам (линкоми-цин), рифамицинам (рифампицин), цефалоспо-ринам (цефапирин, цефалониум) и полипептидам (полимиксин), максимально устойчивы к аминогликозидам (канамицин), пенициллинам (амоксициллин) и тетрациклинам (тетрациклин). Наименьшая резистентность была отмечена к бета-лактамам (амоксициллин с клавулановой кислотой). Устойчивость к большинству исследованных антибактериальных препаратов определена у бактерии Escherichia coli.
Заключение. Интенсификация молочного животноводства влечет за собой изменения состава микроорганизмов, вызывающих мастит у коров. Наряду с бактериями, описанными ранее в качестве основных возбудителей мастита, от коров на крупных молочных комплексах выделили представителей рода Clostridium и Salmonella. Высокая концентрация животных и интенсификация производства молока, нарушения в рационах кормления животных, наличие пос-
тоянного источника возбудителя во внешней среде, наличие бактерионосителей и факторов передачи, бессистемное использование антибактериальных препаратов создают условия для возникновения маститов, вызванных штаммами бактерий, устойчивыми к большинству антибактериальных препаратов. Полученные данные подчеркивают важную роль своевременной диагностики мастита и мониторинга спектра противомаститных препаратов для повышения эффективности терапии.
Список источников
1. Абаимова А.Д. Резистентность организма коров и эффективность их лечения при мастите в лактационный период: автореф. дис. ... канд. ветеринар. наук. М., 1999. 24 с.
2. Климов Н.Т. Мастит коров. Симптомы, профилактика и лечение // БИО. 2020. № 4 (235). С. 16-19.
3. Патогенетическая и этиотропная терапия мастита у коров / С.В. Шабунин [и др.] // Ветеринария. 2014. № 6. С. 39-42.
4. Bovine mastitis: prevalence, risk factors and isolation of Staphylococcus aureus in dairy herds at Hawassa milk shed, South Ethiopia / R. Abebe [et al.] // BMC Vet. Res. 2016; 12: 270. DOI: 10.1186/s12917-016-0905-3.
5. Частота выделения бактерий рода Salmonella от крупного рогатого скота на молочных комплексах / Т.И. Глотова [и др.] // Ветеринария. 2021. № 1. С. 19-23. DOI: 10.30896/0042-4846.2021.24.1.19-24.
6. The fate of indigenous microbiota, starter cultures, Escherichia coli, Listeria innocua and Staphylococcus aureus in Danish raw milk and cheeses determined by pyrosequencing and quantitative real time (qRT)-PCR / W. Masoud [et al.] // Int J Food Microbiol. 2012; 153: 192202. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2011.11.014.
7. Holschbach C.L., Peek S.F. Salmonella in Dairy Cattle // Vet Clin North Am Food Anim Pract. 2018; 34(1): 133-154. DOI: 10.1016/ j.cvfa.2017.10.005.
8. Dairy farm management practices and the risk of contamination of tank milk from Clostridium spp. and Paenibacillus spp. spores in silage, total mixed ration, dairy cow feces, and raw milk /
G. Borreani [et al.] // J Dairy Sci. 2019; 102(9): 8273-8289. DOI: 10.3168/jds.2019-16462.
9. Видовой спектр бактерий рода Clostridium, выделенных от крупного рогатого скота на молочных комплексах / Т.Е. Терентьева [и др.] // Российский ветеринарный журнал. Сельскохозяйственные животные. 2016. № 1. С. 5-8.
10. Bovine mastitis Staphylococcus aureus: antibiotic susceptibility profile, resistance genes and molecular typing of methicillin-resistant and methicillin-sensitive strains in China / D. Wang [et al.] // Infect Genet Evol. 2015;31:9-16. DOI: 10.1016/j.meegid.2014.12.039.
11. Определение чувствительности микроорганизмов к антибактериальным препаратам: метод. указания / Федер. центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. М., 2004. 91 с.
12. Возбудители клинических маститов коров и их чувствительность к антибактериальным препаратам / А.В. Горбенко [и др.] // Ветеринарная медицина. 2013. № 97. С. 176-179.
13. Influence of pathogens causing clinical mastitis on reproductive variables of dairy cows / F.M. Dalanezi [et al.] // J Dairy Sci. 2020; 103(4):3648-3655. DOI: 10.3168/jds.2019-16841.
14. Dudziak W., Miqdzobrodzki J., Krukowski H. Short communication: Antimicrobial susceptibility profiling and genotyping of Staphylococcus aureus isolates from bovine mastitis in Poland // J Dairy Sci. 2014;97(10):6122-8. DOI: 10.3168/jds.2014-8321.
15. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus of lineage ST398 as cause of mastitis in cows / N.C. Silva [et al.] // Lett Appl Microbiol. 2014; 59(6):665-669. DOI: 10.1111/lam.12329.
16. Prevalence and characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistant nontyphoidal Salmonella isolates in adults in Saint Petersburg, Russia (2002-2005) / S. Egorova [et al.] // Microbial Drug Resistance. 2007. Vol. 13, № 2. P. 102-107. DOI: 10.1089/mdr.2007.712.
17. Jamali H., Radmehr B., Ismail S. Short communication: prevalence and antibiotic resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine clinical mastitis // J. Dairy. Sci. 2014; 97: 2226-2230. DOI: 10.3168/jds.2013-7509.
References
1. Abaimova A.D. Rezistentnost' organizma korov i 'effektivnost' ih lecheniya pri mastite v laktacionnyj period: avtoref. dis. ... kand. veterinar. nauk. M., 1999. 24 s.
2. Klimov N.T. Mastit korov. Simptomy, profi-laktika i lechenie // BIO. 2020. № 4 (235). S. 16-19.
3. Patogeneticheskaya i 'etiotropnaya terapiya mastita u korov / S.V. Shabunin [i dr.] // Veterinariya. 2014. № 6. S. 39-42.
4. Bovine mastitis: prevalence, risk factors and isolation of Staphylococcus aureus in dairy herds at Hawassa milk shed, South Ethiopia / R. Abebe [et al.] // BMC Vet. Res. 2016; 12: 270. DOI: 10.1186/s12917-016-0905-3.
5. Chastota vydeleniya bakterij roda Salmonella ot krupnogo rogatogo skota na molochnyh kompleksah / T.I. Glotova [i dr.] // Veterinariya. 2021. № 1. S. 19-23. DOI: 10.30896/00424846.2021.24.1.19-24.
6. The fate of indigenous microbiota, starter cultures, Escherichia coli, Listeria innocua and Staphylococcus aureus in Danish raw milk and cheeses determined by pyrosequencing and quantitative real time (qRT)-PCR / W. Masoud [et al.] // Int J Food Microbiol. 2012; 153: 192202. DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2011.11.014.
7. Holschbach C.L., Peek S.F. Salmonella in Dairy Cattle // Vet Clin North Am Food Anim Pract. 2018; 34(1): 133-154. DOI: 10.1016/ j.cvfa.2017.10.005.
8. Dairy farm management practices and the risk of contamination of tank milk from Clostridium spp. and Paenibacillus spp. spores in silage, total mixed ration, dairy cow feces, and raw milk / G. Borreani [et al.] // J Dairy Sci. 2019; 102(9): 8273-8289. DOI: 10.3168/jds.2019-16462.
9. Vidovoj spektr bakterij roda Clostridium, vydelennyh ot krupnogo rogatogo skota na molochnyh kompleksah / T.E. Terent'eva [i dr.] // Rossijskij veterinarnyj zhurnal. Sel'sko-hozyajstvennye zhivotnye. 2016. № 1. S. 5-8.
10. Bovine mastitis Staphylococcus aureus: antibiotic susceptibility profile, resistance genes and molecular typing of methicillin-resistant and methicillin-sensitive strains in China / D. Wang [et al.] // Infect Genet Evol. 2015;31:9-16. DOI: 10.1016/j.meegid.2014.12.039.
11. Opredelenie chuvstvitel'nosti mikroorganiz-mov k antibakterial'nym preparatam: metod. ukazaniya / Feder. centr gossan'epidnadzora Minzdrava Rossii. M., 2004. 91 s.
12. Vozbuditeli klinicheskih mastitov korov i ih chuvstvitel'nost' k antibakterial'nym preparatam / A.V. Gorbenko [i dr.] // Veterinarnaya medicina. 2013. № 97. S. 176-179.
13. Influence of pathogens causing clinical mastitis on reproductive variables of dairy cows / F.M. Dalanezi [et al.] // J Dairy Sci. 2020; 103(4):3648-3655. DOI: 10.3168/jds.2019-16841.
14. Dudziak W., Miqdzobrodzki J., Krukowski H. Short communication: Antimicrobial susceptibility profiling and genotyping of Staphylococcus aureus isolates from bovine mastitis in Po-
land // J Dairy Sci. 2014;97(10):6122-8. DOI: 10.3168/jds.2014-8321.
15. Methicillin-resistant Staphylococcus aureus of lineage ST398 as cause of mastitis in cows / N.C. Silva [et al.] // Lett Appl Microbiol. 2014; 59(6):665-669. DOI: 10.1111/lam.12329.
16. Prevalence and characterization of extended-spectrum cephalosporin-resistant nontyphoidal Salmonella isolates in adults in Saint Petersburg, Russia (2002-2005) / S. Egorova [et al.] // Microbial Drug Resistance. 2007. Vol. 13, № 2. P. 102-107. DOI: 10.1089/mdr.2007.712.
17. Jamali H., Radmehr B., Ismail S. Short communication: prevalence and antibiotic resistance of Staphylococcus aureus isolated from bovine clinical mastitis // J. Dairy. Sci. 2014; 97: 2226-2230. DOI: 10.3168/jds.2013-7509.
Статья принята к публикации 10.03.2023 / The article accepted for publication 10.03.2023. Информация об авторах:
Татьяна Ивановна Глотова1, главный научный сотрудник лаборатории биотехнологии - диагностический центр, доктор биологических наук, профессор
Светлана Владимировна Котенева2, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологии -диагностический центр, кандидат ветеринарных наук
Татьяна Евгеньевна Судоргина3, старший научный сотрудник лаборатории биотехнологии - диагностический центр, кандидат ветеринарных наук
Алексей Васильевич Нефедченко4, ведущий научный сотрудник лаборатории биотехнологии -диагностический центр, доктор ветеринарных наук
Александр Гаврилович Глотов5, главный научный сотрудник лаборатории биотехнологии - диагностический центр, доктор биологических наук, профессор
Information about the authors:
Tatyana Ivanovna Glotova1, Chief Researcher at the Laboratory of Biotechnology - Diagnostic Center, Doctor of Biological Sciences, Professor
Svetlana Vladimirovna Koteneva2, Leading Researcher, Laboratory of Biotechnology - Diagnostic Center, Candidate of Veterinary Sciences
Tatyana Evgenievna Sudorgina3, Senior Researcher, Laboratory of Biotechnology - Diagnostic Center, Candidate of Veterinary Sciences
Alexey Vasilyevich Nefedchenko4, Leading Researcher, Laboratory of Biotechnology - Diagnostic Center, Doctor of Veterinary Sciences
Alexander Gavrilovich Glotov5, Chief Researcher at the Laboratory of Biotechnology - Diagnostic Center, Doctor of Biological Sciences, Professor
