تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی

بررسی الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی ایزوله‌های Escherichia coli جداشده از کبوتران منطقه سیستان با استفاده از شاخص مقاومت چنددارویی و تحلیل خوشه‌بندی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
علیرضا میرزائی 1
احمد راشکی 2
محسن نجیمی 2
سعید سالاری 3
1 کارشناس آزمایشگاه ژنتیک دانشگاه زابل
2 گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه زابل، زابل، ایران
3 گروه پاتوبیولوژی، دانشکده دامپزشکی، دانشگاه زابل، زابل، سیستان و بلوچستان
10.22034/nfvm.2026.586183.1317
چکیده
کبوتران شهری و نیمه‌اهلی به دلیل تماس مداوم با محیط‌های انسانی، منابع آلوده، پسماندها و سایر حیوانات می‌توانند در چرخه انتشار باکتری‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک نقش داشته باشند . Escherichia coli (E. coli)، به‌عنوان یکی از باکتری‌های شاخص روده‌ای در پرندگان، می‌تواند برای پایش مقاومت آنتی‌بیوتیکی در چارچوب رویکرد «یک سلامت» مورد استفاده قرار گیرد. هدف این مطالعه، جداسازی E. coli از کبوتران منطقه سیستان و بررسی الگوی مقاومت آنتی‌بیوتیکی، شاخص مقاومت چنددارویی و ساختار شباهت پروفایل‌های مقاومت با استفاده از تحلیل‌های خوشه‌بندی بود.در این مطالعه مقطعی، از ۱۳۶ کبوتر در منطقه سیستان نمونه‌برداری کلوآکی انجام شد. نمونه‌ها روی محیط‌های مک‌کانکی، ائوزین متیلن بلو و آگار خوندار کشت داده شدند و ایزوله‌های مشکوک با استفاده از آزمون‌های مورفولوژیک و بیوشیمیایی استاندارد شناسایی گردیدند. آزمون همولیز روی آگار خوندار انجام شد. حساسیت آنتی‌بیوتیکی ایزوله‌ها با روش دیسک دیفیوژن Kirby–Bauer روی محیط مولر هینتون بررسی و نتایج بر اساس دستورالعمل CLSI تفسیر شد. داده‌های مقاومت به‌صورت باینری کدگذاری شدند و فراوانی مقاومت، شاخص مقاومت چنددارویی، خوشه‌بندی K-means، خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی بر اساس فاصله Jaccard و تحلیل مؤلفه‌های اصلی بررسی گردید.در مجموع، ۱۰۰ ایزوله E. coli از کبوتران منطقه سیستان شناسایی و تأیید شد. هیچ‌یک از ایزوله‌ها فنوتیپ همولیتیک نشان ندادند. بیشترین میزان مقاومت مربوط به آمپی‌سیلین و سفتازیدیم/کلاوولانیک اسید بود که برای هر دو حدود ۹۹٪ گزارش شد. مقاومت بالا نسبت به تتراسایکلین نیز مشاهده گردید، در حالی که کمترین مقاومت مربوط به آمیکاسین و انروفلوکساسین بود.در مجموع، ۱۰۰ ایزوله E. coli از کبوتران منطقه سیستان شناسایی و تأیید شد. هیچ‌یک از
کلیدواژه‌ها
E.coli
کبوتر
مقاومت آنتی‌بیوتیکی
مقاومت چنددارویی
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of the Antimicrobial Resistance Pattern of Escherichia coli Isolates Recovered from Pigeons in the Sistan Region Using the Multidrug Resistance Index and Cluster Analysis

نویسندگان English

Alireza Mirzaei 1
Ahmad Rashki 2
mohsen najimi 2
Saeed Salari 3
1 Genetics Laboratory specialist of Zabol univercity
2 Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Zabol, Zabol, Iran
3 Department of Pathobiology, Faculty of Veterinary Medicine, University of Zabol, IR
چکیده English

Urban and semi-domesticated pigeons, due to their continuous contact with human environments, contaminated sources, waste materials, and other animals, may play a role in the dissemination cycle of antibiotic-resistant bacteria. Escherichia coli (E. coli), as one of the main indicator intestinal bacteria in birds, can be used for monitoring antimicrobial resistance within the One Health framework. The aim of this study was to isolate E. coli from pigeons in the Sistan region and to investigate their antimicrobial resistance patterns, multidrug resistance status, and similarity structure of resistance profiles using clustering analyses.
In this cross-sectional study, cloacal samples were collected from 136 pigeons in the Sistan region. The samples were cultured on MacConkey agar, eosin methylene blue agar, and blood agar. Suspected isolates were identified using standard morphological and biochemical tests. Hemolytic activity was assessed on blood agar. Antimicrobial susceptibility testing was performed using the Kirby–Bauer disk diffusion method on Mueller–Hinton agar, and the results were interpreted according to CLSI guidelines. Resistance data were coded as binary variables, and resistance frequencies, multidrug resistance status, K-means clustering, hierarchical clustering based on Jaccard distance, and principal component analysis were evaluated.

کلیدواژه‌ها English

E. coli
pigeon
antimicrobial resistance

  1. 1.       Davies J, Davies D.Origins and evolution of antibiotic resistance. Microbiol Mol Biol Rev. 2010;74(3):417–433.

    2.       Hernandez J, Stedt J, Bonnedahl J, Molin Y, Drobni M, Calisto-Ulloa N, et al.
    Human-associated extended-spectrum beta-lactamase in the continental European pigeon (Columba livia).PLoS One. 2010;5(10):e11012.

    3.       Tenaillon O, Skurnik D, Picard B, Denamur E. The population genetics of commensal Escherichia coli. Nat Rev Microbiol. 2010;8(3):207–217.

    4.       Dziva F, Stevens MP.Colibacillosis in poultry: unravelling the molecular basis of Escherichia coli pathogenicity, in the context of vaccination.
    Avian Pathol. 2008;37(4):355–366. doi:10.1080/03079450802216652

    5.       Guenther‌ S, Ewers C, Wieler LH. Extended-spectrum beta-lactamases producing E. coli in wildlife and the environment: a review. Appl Environ Microbiol. 2011;77(17):5599–5607.

    6.       Jahantigh M, Samadi K, Esmaeelzadeh Dizaji R, Salari S. Antimicrobial resistance and prevalence of tetracycline resistance genes in Escherichia coli isolated from lesions of colibacillosis in broiler chickens in Sistan, Iran. BMC Vet Res. 2020;16:267. doi:10.1186/s12917-020-02488-z

    7.       Huang SS, Zhang Z, Lee KY, et al. Clustering analysis and machine learning approaches for antimicrobial resistance surveillance: a systematic review.
    Clin Infect Dis. 2020;71(11):2822–2832    .

    1. Amsterdam D, Wolfe MW. Comparison of reagent-impregnated paper strips and conventional tests for distinguishing Escherichia from Aerobacter: correlation with colonial morphology. Appl Microbiol. 1968;16(10):1460–1464.
    2. Powers EM, Latt TG. Simplified 48-hour IMVic test: an agar plate method. Appl Environ Microbiol. 1977;34(3):274–279.

    10.    Antony AC, Paul MK, Silvester R, et al. Comparative evaluation of EMB agar and Hicrome E. coli agar for differentiation of green metallic sheen producing colonies. J Pure Appl Microbiol. 2016;10(4):2863-2870. doi:10.22207/JPAM.10.4.48.

    1. Tille PM. Bailey & Scott’s Diagnostic Microbiology. 15th ed. Elsevier; 2022.
      (Standard reference describing interpretation of β-hemolysis on blood agar and incubation at 35–37°C for 18–24 h)
    2. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. 33rd ed. CLSI supplement M100. Wayne (PA): CLSI; 2023.

    13.    Bauer AW, Kirby WMM, Sherris JC, Turck M. Antibiotic susceptibility testing by a standardized single disk method. Am J Clin Pathol. 1966;45(4):493–496.

    14.    Clinical and Laboratory Standards Institute. Performance standards for antimicrobial susceptibility testing. 34th ed. CLSI supplement M100. Wayne (PA): Clinical and Laboratory Standards Institute; 2024.

    15.    European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. Breakpoint tables for interpretation of MICs and zone diameters. Version 14.0. Växjö, Sweden: EUCAST; 2024.

    16.    Magiorakos AP, Srinivasan A, Carey RB, Carmeli Y, Falagas ME, Giske CG, et al. Multidrug-resistant, extensively drug-resistant and pandrug-resistant bacteria: an international expert proposal for interim standard definitions for acquired resistance. Clin Microbiol Infect. 2012;18(3):268-281.

    1. MacQueen J. Some methods for classification and analysis of multivariate observations. In: Proceedings of the Fifth Berkeley Symposium on Mathematical Statistics and Probability. Berkeley (CA): University of California Press; 1967. p. 281–297.
    2. Rousseeuw PJ. Silhouettes: a graphical aid to the interpretation and validation of cluster analysis. J Comput Appl Math. 1987;20:53–65.
    3. Jaccard P. Étude comparative de la distribution florale dans une portion des Alpes et des Jura. Bull Soc Vaud Sci Nat. 1901;37:547–579.
    4. Ward JH Jr. Hierarchical grouping to optimize an objective function. J Am Stat Assoc. 1963;58(301):236–244.
    5. Pearson K. On lines and planes of closest fit to systems of points in space. Philos Mag. 1901;2:559–572.
    6. Jolliffe IT, Cadima J. Principal component analysis: a review and recent developments. Philos Trans A Math Phys Eng Sci. 2016;374(2065):20150202.
    7. Pearson K. On the criterion that a given system of deviations from the probable in the case of a correlated system of variables is such that it can be reasonably supposed to have arisen from random sampling. Philos Mag. 1900;50:157–175.
    8. Fisher RA. On the interpretation of χ² from contingency tables, and the calculation of P. J R Stat Soc. 1922;85(1):87–94.
    9. Hosmer DW, Lemeshow S, Sturdivant RX. Applied Logistic Regression. 3rd ed. Hoboken (NJ): Wiley; 2013.
    10. Livermore DM. β-Lactamases in laboratory and clinical resistance. Clin Microbiol Rev. 1995;8(4):557–584.
    11. Pitout JDD, Laupland KB. Extended-spectrum β-lactamase-producing Enterobacteriaceae: an emerging public-health concern. Lancet Infect Dis. 2008;8(3):159–166.
    12. Marshall BM, Levy SB. Food animals and antimicrobials: impacts on human health. Clin Microbiol Rev. 2011;24(4):718–733.
    13. Bonnedahl J, Drobni M, Gauthier-Clerc M, et al. Dissemination of Escherichia coli with CTX-M type ESBL between humans and yellow-legged gulls in the south of France. PLoS One. 2009;4(6):e5958.
    14. Silva N, Igrejas G, Figueiredo N, et al. Molecular characterization of antimicrobial resistance in Escherichia coli from wild birds. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2011;30:137–145.
    15. Paterson DL, Bonomo RA. Extended-spectrum beta-lactamases: a clinical update. Clin Microbiol Rev. 2005 Oct;18(4):657-86.
    16. Chopra I, Roberts M. Tetracycline antibiotics: mode of action, applications, molecular biology, and epidemiology of bacterial resistance. Microbiol Mol Biol Rev. 2001;65(2):232–260.
    17. Roberts MC. Environmental macrolide–lincosamide–streptogramin and tetracycline resistant bacteria. FEMS Microbiol Lett. 2005;253(2):201–210.
    18. Economou V, Gousia P. Agriculture and food animals as a source of antimicrobial-resistant bacteria. Infect Drug Resist. 2015;8:49–61.
    19. Wright GD. The antibiotic resistome: the nexus of chemical and genetic diversity. Nat Rev Microbiol. 2007;5(3):175–186.
    20. Hooper DC, Jacoby GA. Mechanisms of drug resistance: quinolone resistance. Ann N Y Acad Sci. 2015;1354:12–31.
    21. Ruiz J. Mechanisms of resistance to quinolones: target alterations, decreased accumulation and DNA gyrase protection. J Antimicrob Chemother. 2003;51(5):1109–1117.
    22. Sneath PHA, Sokal RR. Numerical Taxonomy: The Principles and Practice of Numerical Classification. San Francisco: W.H. Freeman; 1973.
    23. Azizpour A. Antibiotic resistance of Escherichia coli and Salmonella spp. isolated from domestic pigeons in Ardabil, Iran. Vet Res Biol Prod. 2023;36(4):20–27. [In Persian]

    40.    Kerek Á, Szabó Á, Jerzsele Á. Antimicrobial susceptibility profiles of Escherichia coli isolates from domestic pigeons in Hungary. Front Vet Sci. 2025 Sep 12;12:1642902.

تازه ها در میکروب شناسی دامپزشکی
دوره 9، شماره 1
بهار 1405
صفحه 74-88

  • تاریخ دریافت 21 خرداد 1405
  • تاریخ پذیرش 22 خرداد 1405