High prevalence of multidrug-resistant extended spectrum beta lactamase -producing Escherichia coli in raw milk in Bangladesh

• DOI: 10.21608/mid.2024.258318.1735
• Publication Date: 2024-02-23T15:35:22Z
• Authors: Sohel Rana; Fahmida Fahim; Rimi Das; Kh Abdullah; SM Islam; Nabil Mahim; Nadia Sultana; Md Uddin; Md Islam; Shahed Ahmad; Kazi Zinnah; Monira Noor; Ferdaus Hossain
• Keywords: esbl; coliform count; aerobic count; FOS: Basic medicine; Multiple drug resistance; Infectious and parasitic diseases; RC109-216; Microbiology; Gene; Global Challenge of Antibiotic Resistance in Bacteria; Food science; Endocrinology; Antibiotics; Biochemistry, Genetics and Molecular Biology; Escherichia coli; Genetics; Beta-lactamase; Pathogenesis and Virulence of Escherichia coli; Biology; BETA (programming language); Dynamics and Pathogenesis of Cholera Bacteria; Multidrug-Resistant Bacteria; antibiotic-resistant gene; raw milk; Life Sciences; Raw milk; Computer science; Programming language; FOS: Biological sciences; Molecular Medicine

الحليب الخام ضروري في نظامنا الغذائي اليومي لسلامة الأغذية ولكنه يشكل خطر التلوث بالبكتيريا الضارة مثل ESBL الإشريكية القولونية. تم إجراء الدراسة لتوصيف الإشريكية القولونية المقاومة للأدوية المتعددة وتحديد شكل المضادات الحيوية للعزلات المستردة من الحليب الخام. تم جمع ما مجموعه 80 عينة من الحليب الخام من 20 نقطة بيع حليب في سيلهيت وتحليلها بحثًا عن المعلمات الفيزيائية والكيميائية، والأحمال الميكروبية، وإشريكية القولونية ESBL، وعواملها الخبيثة مع ارتباط مقاومة مضادات الميكروبات. أظهرت النتائج أن متوسط الثقل النوعي، ٪ الدهون، ٪ البروتين، ٪ اللاكتوز، ٪ الحموضة، ٪ SNF، الرقم الهيدروجيني، والماء المضاف ٪ كانت 1.026±0.0003، 3.83±0.072، 2.83±0.046، 4.08±0.080، 0.20±0.003، 7.47±0.144، 6.38±0.035، 1.72±0.034، على التوالي. كان متوسط عدد أليف الوسط الهوائي ومتوسط عدد القولون 〖2.72×10〗^7 CFU/ml و 1.53×〖10〗^6 CFU/ml على التوالي. وجدنا أن انتشار الإشريكية القولونية كان 60 ٪ (48/80) في الحليب الخام، وكشفت نتائج تفاعل البوليميراز المتسلسل أن جميع الإشريكية القولونية تعزل إيجابية لجينات stx1 (6.25 ٪)، و eaeA (6.25 ٪)، و blaCITM (8.33 ٪)، و blaSHV (6.25 ٪)، و blaTEM (14.58 ٪)، و tetA (50 ٪). أظهرت نتائج المضادات الحيوية أن جميع العزلات كانت الأكثر مقاومة للأمبيسلين والتتراسيكلين (100 ٪)، والأموكسيسيلين (79.17 ٪)، والسيفترياكسون والسيفتازيديم (62.5 ٪)، والستربتومايسين (58.53 ٪) والجنتاميسين (60 ٪)، في حين أن الفانكوميسين (79.17 ٪) والسيبروفلوكساسين (75 ٪) والميروبينيم (54.17 ٪) كانت الأكثر حساسية. تؤكد دراستنا على الحاجة الملحة لتدابير النظافة الصارمة في إنتاج الحليب وتؤكد على الاستخدام الحكيم للمضادات الحيوية في حماية الصحة العامة.<br/>Le lait cru est essentiel dans notre alimentation quotidienne pour la sécurité alimentaire, mais présente un risque de contamination par des bactéries nocives comme le BLSE Escherichia coli. L'étude a été entreprise pour caractériser les E. coli multirésistants et déterminer le profil d'antibiogramme des isolats récupérés à partir du lait cru. Au total, 80 échantillons de lait cru ont été prélevés dans 20 points de vente de lait à Sylhet et analysés pour les paramètres physico-chimiques, les charges microbiennes, Escherichia coli BLSE et leurs facteurs virulents associés à la RAM. Les résultats ont démontré que la densité moyenne, le pourcentage de matières grasses, le pourcentage de protéines, le pourcentage de lactose, le pourcentage d'acidité, le pourcentage d'ans, le pH et le pourcentage d'eau ajoutée étaient de 1,026±0,0003, 3,83 ± 0,072, 2,83 ± 0,046, 4,08 ± 0,080, 0,20 ± 0,003, 7,47 ± 0,144, 6,38±0,035, 1,72±0,034, respectivement. Le nombre moyen de mésophiles aérobies et le nombre moyen de coliformes étaient respectivement de 〖2,72×10〗^7 UFC/ml et 1,53×〖10〗^6 UFC/ml. Nous avons constaté que la prévalence d'E. coli était de 60 % (48/80) dans le lait cru, et les résultats de la PCR ont révélé que tous les isolats d'E. coli étaient positifs pour les gènes stx1 (6,25 %), eaeA (6,25 %), blaCITM (8,33 %), blaSHV (6,25 %), blaTEM (14,58 %) et tetA (50 %). Les résultats de l'antibiogramme ont démontré que tous les isolats étaient les plus résistants à l'ampicilline et à la tétracycline (100 %), à l'amoxicilline (79,17 %), à la ceftriaxone et à la ceftazidime (62,5 %), à la streptomycine (58,53 %) et à la gentamycine (60 %), tandis que la vancomycine (79,17 %), la ciprofloxacine (75 %) et le méropénème (54,17 %) étaient les plus sensibles. Notre étude souligne le besoin urgent de mesures d'hygiène strictes dans la production laitière et met l'accent sur l'utilisation judicieuse d'antibiotiques pour protéger la santé publique.<br/>Raw milk is essential in our daily diet for food safety but poses a risk of contamination with harmful bacteria like ESBL Escherichia coli. The study was undertaken to characterize multidrug-resistant E. coli and determine the antibiogram profile of the isolates recovered from raw milk. A total of 80 raw milk samples were collected from 20 milk selling points in Sylhet and analyzed for physico-chemical parameters, microbial loads, ESBL Escherichia coli, and their virulent factors with the association of AMR. Results demonstrated that the mean specific gravity, fat%, protein%, lactose%, acidity%, SNF%, pH, and added water% were 1.026±0.0003, 3.83±0.072, 2.83±0.046, 4.08±0.080, 0.20±0.003, 7.47±0.144, 6.38±0.035, 1.72±0.034, respectively. The mean aerobic mesophilic count and mean coliform count were 〖2.72×10〗^7 CFU/ml and 1.53×〖10〗^6 CFU/ml respectively. We found the prevalence of E. coli was 60% (48/80) in raw milk, and PCR results revealed that all E. coli isolates positive for the stx1 (6.25%), eaeA (6.25%), blaCITM (8.33%), blaSHV (6.25%), blaTEM (14.58%), and tetA (50%) genes. The antibiogram results demonstrated that all the isolates were the most resistant to ampicillin and tetracycline (100%), amoxicillin (79.17%), ceftriaxone and ceftazidime (62.5%), streptomycin (58.53%) and gentamycin (60%), whereas vancomycin (79.17%), ciprofloxacin (75%) and meropenem (54.17%) were the most sensitive. Our study underscores the urgent need for stringent hygiene measures in milk production and emphasizes judicious antibiotic use in safeguarding public health.<br/>La leche cruda es esencial en nuestra dieta diaria para la seguridad alimentaria, pero representa un riesgo de contaminación con bacterias dañinas como Escherichia coli ESBL. El estudio se llevó a cabo para caracterizar E. coli multirresistente y determinar el perfil del antibiograma de los aislados recuperados de la leche cruda. Se recogieron un total de 80 muestras de leche cruda de 20 puntos de venta de leche en Sylhet y se analizaron los parámetros fisicoquímicos, las cargas microbianas, la ESBL de Escherichia coli y sus factores virulentos con la asociación de AMR. Los resultados demostraron que la gravedad específica media, el % de grasa, el % de proteína, el % de lactosa, el % de acidez, el % de SNF, el pH y el % de agua añadida fueron 1.026±0.0003, 3.83 ± 0.072, 2.83 ± 0.046, 4.08 ± 0.080, 0.20 ± 0.003, 7.47 ± 0.144, 6.38±0.035, 1.72±0.034, respectivamente. El recuento medio de mesófilos aeróbicos y el recuento medio de coliformes fueron 〖2,72×10〗^7 UFC/ml y 1,53×〖10〗^6 UFC/ml, respectivamente. Encontramos que la prevalencia de E. coli fue del 60% (48/80) en la leche cruda, y los resultados de la PCR revelaron que todos los aislados de E. coli positivos para los genes stx1 (6,25%), eaeA (6,25%), blaCITM (8,33%), blaSHV (6,25%), blaTEM (14,58%) y tetA (50%). Los resultados del antibiograma demostraron que todos los aislados eran los más resistentes a ampicilina y tetraciclina (100%), amoxicilina (79,17%), ceftriaxona y ceftazidima (62,5%), estreptomicina (58,53%) y gentamicina (60%), mientras que vancomicina (79,17%), ciprofloxacina (75%) y meropenem (54,17%) eran los más sensibles. Nuestro estudio subraya la necesidad urgente de medidas higiénicas estrictas en la producción de leche y enfatiza el uso juicioso de antibióticos para salvaguardar la salud pública.<br/>