- absztrakt
- 1. Bevezetés
- 2. Anyagok és módszerek
- 2.1. Mintagyűjtő helyek
- 2.2. A helyszín megfigyelésének részletei
- 2.3. A minta mérete és a mintavétel gyakorisága
- 2.4. Baktériumok izolálása és azonosítása
- 2, 5. E. coli antibakteriális érzékenységi vizsgálata
- 3. Eredmények
- 4.
- az adatok rendelkezésre állása
- összeférhetetlenség
- Köszönetnyilvánítás
absztrakt
a fertőző betegségek elleni védekezést súlyosan veszélyezteti az antimikrobiális szerekkel szemben rezisztens mikroorganizmusok számának növekedése. Ez azért van, mert a rezisztens mikroorganizmusok által okozott fertőzések gyakran nem reagálnak a hagyományos kezelésre, ami hosszan tartó betegséget és nagyobb halálozási kockázatot eredményez. Az antimikrobiális rezisztens baktériumok különböző vízforrásokban is jelen vannak. Ez a tanulmány ezért hat különböző vízforrásból származó baktériumizolátumok (E. coli törzsek) mikrobiológiai minőségét és antibiogramjait kívánta dokumentálni annak érdekében, hogy meghatározzák az emberi fogyasztásra való biztonságosságukat, és naprakész antibiotikum-adatokat szolgáltassanak a betegek pragmatikus kezeléséhez. A baktériumok izolálása és azonosítása API és hagyományos módszerekkel történt. Az antibiotikum érzékenységi tesztet Kirby-Bauer módszerrel végeztük. A kapott eredmények azt mutatták, hogy az összes vizsgált vízforrás rossz minőségű volt. Az izolált baktériumok közé tartozik az E. coli, az Enterobacter spp., Klebsiella spp., Salmonella typhi, Streptococcus spp., Proteus vulgaris, Vibrio cholera, Shigella spp., Pseudomonas aeruginosa, and Enterococcus faecalis. The prevalence of multidrug-resistant E. coli was 49.48%. E. coli isolates showed high resistance patterns to the tested antibiotics. They were most resistant to penicillin (32.99%), cefuroxime (28.87%), erythromycin (23.71%), and tetracycline (21.45%). In contrast, they were susceptible to nitrofurantoin (93.8%), cefotaxime and amikacin (91.75%), gentamicin (90.7%), nalidixic acid (89.65%), ciprofloxacin (74.2%), chloramphenicol (69.07%), pipemidsav (65,97%) és cefuroxim (52,58%). A multirezisztens E. coli törzsek hatvanhárom százaléka (63%) többszörös antibiotikum-rezisztencia (MAR) indexértéket regisztrált >0,2. Ezért a fogékony antibiotikumok, különösen a nitrofurantoin, ajánlottak a vízben terjedő bakteriális betegségek gyakorlati kezelésében.
1. Bevezetés
az antibiotikumok vitathatatlanul a 20. században kifejlesztett kemoterápia legsikeresebb formája, amely naponta számtalan emberi életet ment meg . Az antibiotikum-rezisztens baktériumok megjelenése korlátozza az antibiotikumok klinikai alkalmazását, és mivel a rezisztens baktériumok egyre elterjedtebbé válnak, egyre nagyobb az aggodalom, hogy a meglévő antibiotikumok hatástalanok lesznek ezekkel a kórokozókkal szemben, és drágábbak lesznek .
antibiotikum-rezisztens géneket, amelyek rezisztenciát biztosítanak az antibiotikumok széles skálájával szemben, a vízkörnyezetek széles körében azonosítottak, beleértve az ivóvizet mind a fejlett, mind a fejlődő országokban . A közegészség fő kockázata az, hogy a rezisztencia gének átkerülnek a környezeti baktériumokból az emberi kórokozókba. Az ivóvíz azon lehetősége, hogy a mikrobiális kórokozókat nagyobb számú emberhez szállítsa, későbbi betegségeket okozva, jól dokumentált a gazdasági fejlődés minden szintjén . Továbbá a biztonságos ivóvíz elérhetősége elengedhetetlen a járványos betegségek megelőzéséhez és az életminőség javításához . Az Egészségügyi Világszervezet szerint az összes betegség 80% – át nem biztonságos víz okozza . Különösen a fejlődő országokat sújtják a vízzel kapcsolatos betegségek, például a hasmenés, amelyek az ilyen országokban a betegségterhek 10% – át teszik ki .
az Escherichia coli a feacal coliformok tagja, amelyek szennyezik az ivóvizet az emberi és állati feacal hulladékból. Az E. coli évtizedek óta a székletszennyezés legfontosabb mutatója a vízminőség-ellenőrzésben. Az esőzések során ezeket a coliformokat patakokba, folyókba, patakokba, tavakba vagy talajvízbe lehet mosni. Az ezekből a forrásokból származó kezeletlen ivóvíz coliformokat tartalmaz, beleértve az E. coli-t is.
E. kimutatták, hogy a coli az antimikrobiális gyógyszerrezisztenciát kódoló gének jelentős tározója, ezért hasznos mutatója a baktériumközösségek rezisztenciájának . Bár számos tanulmány értékeli a multidrug rezisztenciát (MDR) az állati eredetű E. coli populációkban, nem sok munkát végeztek az MDR ökológiájával kapcsolatban . Az MDR terjedése olyan környezetekbe, ahol az antibiotikumokat nem használják, még nem vizsgálták jól, bár feltételezték, hogy a víz terjesztheti az antimikrobiális rezisztenciát . A tanulmány célja az antibiotikum érzékenységének meghatározása minta és a többszörös antibiotikum rezisztencia index hat ivóvízforrásból izolált E. coli törzsek bakteriológiai monitorozása egy év alatt.
2. Anyagok és módszerek
2.1. Mintagyűjtő helyek
a kerületek különböző közösségeiben tett több előzetes látogatás után 57 mintavételi helyet választottak ki, amelyek hat különböző vízforrást tartalmaznak, amelyek gátakat, fúrásokat, patakforrásokat, folyókat, csatornákat és 27 közösségben kézzel ásott kutakat tartalmaznak. A mintákat olyan helyekről vették, amelyek reprezentatívak voltak azon vízforrásokra és/vagy elosztóhálózatokra, amelyekből a vizet a lakossághoz szállítják, és/vagy a Felhasználási helyekre, elsősorban olyan tényezők alapján, mint a népesség és a felhasználás mértéke vagy az ezekből a forrásokból származó víz védettségének szintje. A közösségek többségét a gazdák uralják. Minden kiválasztott közösségnek volt legalább egy fúrólyuk vagy egy patak, mint a lakosság fő vízforrása.
2.2. A helyszín megfigyelésének részletei
a vízmintavétel előtt fontos megfigyeléseket végeztek a mintavételi helyek körül. Ezek a megfigyelések magukban foglalták az egészségügyi feltételeket, valamint a lehetséges Szennyeződési forrásokat, amelyek befolyásolhatják a mintavételezett forrásokból származó vízminőséget.
a következő környezeti tényezők helyszíni nyilvántartását is rögzítették: a víz tisztasága/zavarossága (vizuális tisztaság a vízben, azaz levelek, törmelékek és algák), időjárási viszonyok (hőmérséklet, szél és Csapadék), Állatok (Madarak/Kacsák) jelenléte és egyéb megjegyzések (pl. rendszerproblémák, azaz fertőtlenítő / szűrőberendezések és székletbalesetek).
2.3. A minta mérete és a mintavétel gyakorisága
összesen százhuszonkét vízmintát gyűjtöttek értékelésre 2011 júniusa és 2012 májusa között. A mintagyűjtési időszak Ghánában a két évszakra, azaz a száraz és esős évszakra terjedt ki. Minden vízmintavételi és-megőrzési eljárást a víz és a szennyvíz vizsgálatára vonatkozó szabványos módszerek, valamint a WHO ivóvízminőségi irányelvei szerint végeztek . A bakteriológiai elemzéshez a mintavételt aszeptikusan, óvatosan végeztük, biztosítva a minták külső szennyeződését. Az összes mintát 2 órán belül szállítottuk a laboratóriumba.
2.4. Baktériumok izolálása és azonosítása
minden Gram-pozitív organizmust hagyományos módszerekkel azonosítottak, mint például Gram-folt, pozitív kataláz, cső koaguláz, dezoxiribonukleázok (DNáz) teszt stb., míg egy API 20e készletet használtak a Gram-negatív organizmus azonosítására. Az E. coli izolátumok pozitív kontrolljaként az E. coli 25922 törzset alkalmazták.
2, 5. E. coli antibakteriális érzékenységi vizsgálata
mindegyik izolátum (E. coli) antibiotikum érzékenységi vizsgálatnak vetették alá a Kirby-Bauer módszerrel, amelyet szabványosítottak és értékeltek a nemzeti klinikai laboratóriumi Szabványügyi Bizottság módszereivel . A tápanyag-agaron egy éjszakán át termesztett izolátumokat steril normál sóoldatban (0,9% w/v NaCl) szuszpendáltuk steril huzalhurok alkalmazásával, amíg a zavarosság 0,5 Mcfarland-standardnak nem felel meg. A standardizált oltóanyagba mártott steril, nem mérgező pamut törlőkendőket használtuk a Mueller–Hinton agar lemezek teljes felületének csíkozására. Az E. coli izolátumok voltak akkor tesztelt ellen tizennégy antibiotikumok, mint a következő: ampicillin (10 µg), pipemidic savas (20 ug), klóramfenikol (30 µg), ciprofloxacint (5 µg), co-trimoxazollal (25 µg), eritromicin (15 µg), nitrofurantoin (300 µg), penicillin (10 IU), cefuroxim (30 µg), cefotaxime (30 µg), nalidixic acid (30 µg), amikacin (30 µg), tetraciklin (30 µg), valamint a gentamicin (10 µg). Az antibiotikus lemezeket steril csipesszel aszeptikusan helyeztük el, és az összes lemezt inkubáltuk (Gallenkamp England, IH-150 Modell) 37 oc-on 24 órán keresztül . Az eredményeket NCCLS segítségével értelmeztük .
3. Eredmények
az 1. táblázat eredményei azt mutatják, hogy a vizsgálati időszak alatt összesen ötszázhúsz baktérium izolátumot (520) kaptunk. Az izolátumok jelentős részét (305), amelyek a teljes mennyiség 58,65% – át teszik ki, a száraz évszakban nyerték, szemben (205) az esős évszakban 41,35% – kal.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
a vízmintákban leggyakrabban előforduló organizmus a Klebsiella spp. (104), amely az összes kapott izolátum 20% – át teszi ki. A legtöbb Klebsiella spp. (18) a száraz évszakban a patakvízforrásoktól, az esős évszakban pedig a legalacsonyabbtól (1) a folyóktól izolálták. A következő leggyakrabban előforduló organizmus az E. coli (97) volt, amely az összes baktérium izolátum 18,7% – át képviseli. Ezt követte Pseudomonas aeruginosa (15,61%), Enterobacter spp. (15,4%), Proteus vulgaris (13,1%) és Enterococcus faecali (9,2%). A legkevésbé izolált organizmus a Vibrio cholerae (1,2%) és a Shigella spp. (1.2%). A Vibrio cholerae – t négy vízforrásban izolálták, nevezetesen patakban, fúrólyukban, kézzel ásott kutakban és gátvízforrásokban, míg a Shigella spp. 3-ban izolálták: patak, fúrás, gát vízforrások.
összesen százhuszonkét vízmintát gyűjtöttünk a bakteriológiai elemzéshez. A 2. táblázat eredményei azt mutatják, hogy a vizsgálat ideje alatt kilencvenhét E. coli törzset izoláltak. A száraz évszakban ötvennyolc, 59,79%-ot képviselő törzset izoláltak, míg az esős évszakban harminckilenc 40,21% – ot. Az egyetlen vízforrásból izolált törzsek legnagyobb száma gátakból származott (28), ami 29% – ot jelent. Ezt követték a patakvízforrások (26), amelyek 27%-ot, a kézzel ásott kutak (24) 25% – ot, valamint a fúrt vízforrások (11), amelyek 11% – ot képviselnek. A folyóvízforrások termelték a legkevesebb izolált törzset (2), amely 2% – ot képvisel, majd a csatornavízforrások (6) 6% – ot képviselnek. Az esős évszakban a legmagasabb izolátumokat gátakból (12), majd patakvízforrásokból (10) és kézzel ásott kutakból (10) nyerték. A száraz évszakban a legtöbb izolátumot gátakból (16), majd patakvízforrásokból (17) nyerték. Az esős évszakban a legkevesebb izolátumot csatornákból (3), majd fúrólyuk vízforrásokból (4) nyerték. A folyami vízforrásokból nem izoláltak E. coli törzset. A száraz évszakban a legkevesebb izolátumot folyókból (2), majd csatornavízforrásokból (3) nyerték.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Results from Table 3 reveal the antibiotic susceptibility profile of the E. coli strains. Az összes törzset 14 különböző antibiotikummal tesztelték, Kirby-Bauer lemez diffúzióval, szabványosítva és értékelve a nemzeti klinikai laboratóriumi Szabványügyi Bizottság módszereivel . A 3. táblázat azt mutatja, hogy az E. coli törzsek voltak a leginkább rezisztensek a penicillinnel szemben (32), ami 32,99%, ezt követte a cefuroxim (28) 28%, Az eritromicin (23) 23,71%, a tetraciklin (21) 21,45%, a kloramfenikol (18) 18,65%, a pipemidinsav (13) 13,40% és az ampicillin (11) 11,32%. A tizennégy antibiotikum közül hétnek tíz vagy kevesebb izolátuma volt, amelyek rezisztenciát mutattak. Négy, 4,12% – ot képviselő izolátum rezisztens volt a következő antibiotikumokkal szemben: cefotaxim, nalidixinsav és nitrofurantoin. Ezt követte a gentamicin (5) 5,15%-ot, az amikacin (7) 7,2% – ot, a ciprofloxacin (8) 8,5% – ot, végül a ko-trimoxazol (8) 8,5% – ot. A 3. táblázat azt mutatja, hogy az E. coli törzsek voltak a leginkább fogékonyak/érzékenyek a nitrofurantoinra (91), ami 93,8% – ot jelent, ezt követte a cefotaxim és az amikacin (89), ami 91-et jelent.75%, a gentamicin (88) 90,7%, a nalidixinsav (87) 89,65%, a ciprofloxacin (72) 74,2%, a kloramfenikol (67) 69,07%, a pipemidinsav (64) 65,97% és a cefuroxim (CXM) (51) 52,58%. A tizennégy antibiotikum közül négynek ötven vagy kevesebb izolátuma volt, amelyek rezisztenciát mutattak. Ezek a következők voltak: penicillin (14), tetraciklin (29), ampicillin (45) és eritromicin (50).
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Analysis of multiple drug resistance of E. a vízforrásokból származó coli izolátumok azt mutatják, hogy az E. coli izolátumok nagy százalékát (49,48%) képviselő negyvennyolc izolátum rezisztenciát mutatott két vagy több antibiotikummal szemben, így multirezisztenciának minősülnek. Ez hatalmas közegészségügyi problémát okoz.
4.
az E. coli jelenléte a különböző vízforrásokban egészségügyi veszélyeket okozhat, mint például a hasmenéses betegségek, amelyek a felnőttek és a gyermekek jelentős mértékű morbiditását és mortalitását okozzák . A hasmenés kezelése antibiotikumok alkalmazását teheti szükségessé. Ennek ellenére az E. coli számos törzse ismert, hogy rezisztens az antibiotikumok széles skálájával szemben . A többszörös antibiotikum-rezisztencia az antibiotikumok két vagy több osztályával szembeni rezisztenciára utal. Az E. coli többszörös antibiotikum-rezisztenciája ebben a tanulmányban egyetért más megállapításokkal . E. coli és Salmonella spp. számos járványt okozott az Egyesült Államokban és világszerte, részben a kloramfenikollal, az ampicillinnel és a trimetoprimmal szembeni rezisztencia miatt .
a jelenlegi vizsgálatban a penicillin rezisztencia gyakorisága magas volt az izolátumok között, összehasonlítva a különböző vízforrásokból nyert izolátumokban megfigyelt kloramfenikollal és ampicillin rezisztenciával. Ennek oka lehet az olcsó antibiotikumok általános használata A Ghánai közösségben, vagy a béta-laktamáz enzimek termelésének tudható be. Az ampicillinnel szembeni E. coli rezisztenciát a következők figyelték meg: al. , Olowe et al. , és Yurdakoek et al. . Komoly aggodalomra ad okot a trimoxazol és a ciprofloxacin-rezisztencia kialakulása a downstream helyeken, mivel ezek a gram-negatív baktériumok számára előnyben részesített gyógyszerek . A Ko-trimoxazollal szembeni rezisztencia leggyakoribb mechanizmusa a plazmid által közvetített, variáns diaminopirimidin-folát-reduktáz enzimek megszerzése . Az amikacinnal és gentamicinnel szembeni alacsony rezisztencia oka lehet, hogy ezeket az antibiotikumokat kevésbé használják a klinikai gyakorlatban és/vagy az állatgyógyászatban. A rezisztencia növekvő tendenciája az összes izolátumban (teljes és széklet coliforms) az upstream-től a downstream-ig megerősíti azt a tényt, hogy az ártalmatlanított antibiotikumok a vízforrásokon lemosódhattak és felhalmozódhattak a downstream-ben, különösen az esős évszakban, ami a magas rezisztenciát jelenti.
az ellenállási profilok különbségei ebben a környezeti vizsgálatban egyértelműen tükrözik a kiválasztási eljárás nyomásának különbségeit a vizsgált területeken/területeken. Az antibiotikumokkal szembeni rezisztencia magasabb szintje A Ghánai közösségek középáramú és downstream helyeinek koliformjai között aggasztó, mivel a legtöbb lakos fürdik, ruhát mosogat, sőt az emberi szennyvizet a vízforrásokba helyezi a középső és a downstream helyeken, míg egyes lakók és nem foglalkozók ezeket a vízforrásokat ivási és/vagy háztartási célokra használják. Mangalore-ban arról számoltak be, hogy a kezeletlen vagy részben kezelt háztartási szennyvíz nyílt torkolatokba kerül, ami az antibiotikum-rezisztencia magas szintjét jelenti .
a Multirezisztencia az összes vizsgált antibiotikummal szembeni rezisztencia az alábbi három osztály közül legalább kettőben: laktámok, aminoglikozidok és kinolonok . Az izolátumok multirezisztencia (MDR) karaktereit az izolátumok antibiotikumokkal szembeni rezisztenciájának megfigyelésével azonosítottuk. Az izolátum MAR indexe a/b, ahol a az antibiotikumok számát jelenti, amelyeknek az izolátum rezisztens volt, b pedig az antibiotikumok számát, amelyeknek az izolátumot alávetették . A MAR index elemzés azt mutatja, hogy a multirezisztens E. coli törzsek közül harmincnak nagyon magas volt a MAR index értéke (>0,2). Az ebben a tanulmányban rögzített magas MAR-index arra a tényre vonatkozik, hogy a vízforrások erősen szennyezettek lehetnek antibiotikumokkal, mivel ezeket a vegyi anyagokat a különböző vízforrások környező területein nagy mértékben használják. Ez összhangban van a Tambekar et al.jelentése, amely kimondja, hogy olyan környezetből származó baktériumok, ahol több antibiotikumot használnak, általában 0,2-nél nagyobb MAR indexet eredményeznek. MAR indexelés alatt 0.Az ebben a tanulmányban meghatározott 2 valójában a kockázati szennyeződés logikátlan értéke alatt volt . Azok a minták azonban, amelyek 0,2 feletti MAR indexelést eredményeztek, magas Szennyeződési kockázatot jeleztek. A MAR indexelés különbsége a különböző vízforrásokban jelezte az urbanizáció hatását az antibiotikum-rezisztencia szintjére.
a különböző vízforrások mikrobiológiai minősége alacsony volt, mivel a különböző baktériumtörzseket különböző gyakorisággal izolálták. Nagyobb mértékben az antibiotikum-rezisztencia gyakoriságának különbségeit észlelték az e-ben. különböző vízforrásokból származó coli törzsek, így egyes E. coli törzsek nagyon rezisztensek voltak a cefotaximra, a nalidixinsavra, a nitrofurantoinra, a gentamicinre, az amikacinra, a ciprofloxacinra és a Ko-trimoxazolra. A különböző vízforrások antibiotikum törzseinek különbségei tükrözhetik az antibiotikumok specifikus felhasználását a megadott forrás körül. A penicillin és a kloramfenikol rezisztencia magas előfordulási gyakorisága komoly közegészségügyi problémát jelent, mivel ezeknek az antibiotikumoknak kevesebb esélyük van a fertőzött betegek gyógyítására, akik a vizsgált vízforrásokat ivóvízként vagy háztartási célokra használják. Valójában a rezisztencia növekvő prevalenciája az izolátumokban, különösen az emberi eredetű, fontos terápiás következményekkel járhat, amelyek óvatosságot igényelnek az antibiotikumok válogatás nélküli alkalmazása során. Azonban az E. coli 97 törzsének szinte mindegyike érzékeny volt bizonyos antibiotikumokra, nevezetesen a nitrofurantoinra (93.8%), amelyet cefotaxim és amikacin (91,75%), gentamicin (90,7%), nalidixinsav (89,65%), ciprofloxacin (74,2%), kloramfenikol (69,07%), pipemidinsav (65,97%), végül cefuroxim (52,58%) követ.
a tanulmányban magas és alacsony MAR indexértékeket rögzítettek, amelyek jelzik a mintavételezett vízforrások szennyeződésének kockázatát, ami szigorúbb politikákat tesz szükségessé az emberi/állati szennyvizek ártalmatlanítására, valamint a víztestekben vagy azok közelében történő fürdésre/mosásra vonatkozóan. Végül, a vízforrások antibiotikum-érzékenységének időszakos ellenőrzése fontos a jövőben esetlegesen felmerülő változó minták észlelése érdekében, hogy lépést tartsunk az ilyen változó mintákkal a jobb gyógyító intézkedések vagy politikák kialakítása és végrehajtása érdekében.
az adatok rendelkezésre állása
a tanulmány megállapításainak alátámasztására használt adatok kérésre rendelkezésre állnak a megfelelő szerzőtől.
összeférhetetlenség
a szerzők kijelentik, hogy nincs összeférhetetlenségük.
Köszönetnyilvánítás
a szerzők őszinte elismerését a Ghánai Egyetem Noguchi Memorial Institute for Medical Research mikrobiológiai Tanszékének munkatársai kapják a munkánk laboratóriumi elemzése során nyújtott segítségükért. A szerzők azt is el akarták ismerni, hogy a “Sugárérzékenység és a vízben terjedő multirezisztens Escherichia coli molekuláris jellemzése” című disszertáció hatalmas erőforrásokat nyert erre a munkára.