Molecular epidemiology of antimicrobial resistance in Escherichia coli and Enterococci from animals vegetables and water

ระบาดวิทยาทางอณูชีววิทยาของการดื้อยาต้านจุลชีพใน Escherichia coli และ Enterococci ที่แยกได้จากสัตว์ ผัก และน้ำ

Name: Wipawadee Sianglum

MeSH: Drug Resistance Bacterial

MeSH: Escherichia coli

MeSH: Enterococcus

MeSH: Epidemiology Molecular

LCSH: Drug resistance in microorganisms

Abstract: The spread and emergence of antimicrobial-resistant bacteria has emerged as a public health major problem worldwide. The usage of antimicrobials for prevention and treatment in humans and animals possibly contributes to an increasing occurrence of resistant bacteria. An epidemiology of resistant genes in fecal-indicator bacteria including Escherichia coli and enterococci originating from humans, pets, vegetables, water and chickens was studied using dot blot hybridization. Resistant genes of tetM, tetA, catI, cmlA, sulI and qnrA in E. coli isolates and tetM, tetL, ermB, aadA and vatD in enterococci were determined. Two multiplex-polymerase chain reaction (PCR) for simultaneous detection of five resistant genes for E. coli and of three resistant genes for Enterococcus spp. were developed. Moreover, a duplex PCR for species identification of E. faecium and E. faecalis was successfully developed in this study. Among E. coli isolates, tetA was frequently observed followed by cmlA, sulI, tetM and catI, respectively. High prevalence of resistant genes including tetA (71.3%), catI (10.4%) and sulI (34.8%) was observed in isolates from chickens, while the highest frequency of tetM (31.4%) and cmlA (33.3%) was seen in isolates from rivers. Among enterococci isolates, tetM was highly observed followed by tetL and ermB, respectively. Isolates from chickens carried a large amount of resistant genes, tetM, tetL and ermB, for more than 80% and up to 75% contained three genes together. Various plasmid profiles were observed in E. coli especially from isolates of chickens. Mutational analysis on quinolone resistance determining region (QRDR) of gyrA showed 10 single-strand conformation polymorphism (SSCP) patterns with 9 patterns found in vegetables and water and 7 patterns in pets. Amino acid changes in position 83 and/or 87 were revealed in 4 patterns with alteration of Ser-83-Leu and Asp-87- Asn. The pattern with the double mutation was detected only in human and pet isolates and they were not found in ciprofloxacin susceptible isolates. The molecular characterization by identification of resistant genes indicated high degree of resistant gene distribution among E. coli and enterococci.

Abstract: การเกิดขึ้นและการแพร่กระจายของแบคทีเรียที่ดื้อยาต้านจุลชีพเป็นปัญหาด้านการสาธารณสุขที่สำคัญ ทั่วโลก การเพิ่มขึ้นของแบคทีเรียดื้อยาเป็นผลมาจากการใช้ยาต้านจุลชีพทั้งในแง่การป้องกันและการรักษาใน คนและสัตว์ การวิจัยนี้ได้ศึกษาระบาดวิทยาของยีนดื้อยาในแบคทีเรียที่เป็นดัชนีชี้วัดการปนเปื้อนของอุจจาระ ได้แก่ Escherichia coli และ enterococci ที่แยกได้จากคน สัตว์เลี้ยง ผักสด น้ำ และไก่ ด้วยวิธี dot blot hybridization โดยการตรวจยีนดื้อยา tetA tetM catI cmlA sulI และ qnrA ใน E. coli และตรวจยีนดื้อยา tetM tetL ermB aadA และ vatD ใน enterococci งานวิจัยนี้ได้พัฒนาวิธี multiplex-polymerase chain reaction (PCR) สำหรับตรวจหายีนดื้อยาทั้ง 5 ชนิดพร้อมกันใน E. coli และตรวจหายีนดื้อยา 3 ชนิดใน enterococci นอกจากนี้ได้พัฒนาวิธีการ duplex PCR เพื่อการวินิจฉัยสปีชีส์ระหว่าง E. faecalis และ E. faecium ใน E. coli พบว่ามียีนดื้อยา tetA ในอัตราสูงสุด รองลงมาตามลำดับคือ cmlA sulI tetM และ catI โดย E. coli ที่ แยกจากไก่พบ tetA สูงสุดคือร้อยละ 71.3 catI ร้อยละ 10.4 และ sulI ร้อยละ 34.8 ในขณะที่ E. coli ที่แยก จากแม่น้ำพบ tetM สูงสุดคือ ร้อยละ 31.4 และ cmlA ร้อยละ 33.3 ส่วนใน enterococci พบว่ามียีนดื้อยา tetM ในอัตราสูงสุด รองลงมาคือ tetL และ ermB ตามลำดับ โดยที่แยกได้จากไก่พบ tetM tetL และ ermB มากกว่าร้อยละ 80 และพบทั้งสามยีนดื้อยานี้ร่วมกันสูงถึงร้อยละ 75 E. coli ที่แยกได้จากไก่พบความ หลากหลายของ plasmid profile มากที่สุดเมื่อเทียบกับที่แยกได้จากแหล่งอื่นๆ ในการศึกษาการเปลี่ยนแปลง ของนิวคลีโอไทด์บริเวณ quinolone resistance determining region (QRDR) ของยีน gyrA ด้วยวิธี single strand conformation polymorphism (SSCP) พบทั้งหมด 10 รูปแบบ โดยพบในตัวอย่างผักสดและน้ำ 9 รูปแบบ และในตัวอย่างสัตว์เลี้ยง 7 รูปแบบ มี 4 รูปแบบที่มีการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโน ในตำแหน่งที่ 83 จาก Ser ไปเป็น Leu และ/หรือ ในตำแหน่งที่ 87 จาก Asp ไปเป็น Asn ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของกรดอะมิโน ทั้งสองตำแหน่งพร้อมกันพบเฉพาะใน E. coli ที่แยกได้จากคนและสัตว์เลี้ยง โดยแบคทีเรียแหล่านี้ไม่ไวต่อยา ciprofloxacin การศึกษาลักษณะของอณูชีววิทยาตรวจหายีนดื้อยาแสดงให้เห็นถึงการแพร่กระจายอย่างมาก ของยีนดื้อยาต้านจุลชีพใน E. coli และ enterococci.

Mahidol University

Address: NAKHONPATHOM

Email: liwww@mahidol.ac.th

Name: Wijit Wonglumsom

Role: Thesis Advisors

Created: 2007

Modified: 2553-06-21

Issued: 2010-06-21

CallNumber: TH W797m 2007

eng

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Medical Technology

Grantor: Mahidol University

©copyrights

ใช้เวลา

0.019484 วินาที