با همکاری مشترک دانشگاه پیام نور و انجمن فیزیولوژی و فارماکولوژی ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 مربی، گروه علوم دامی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه پیام نور، صندوق پستی ‏‏3697-19395، تهران، ایران

2 استادیار، گروه میکروبیولوژی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه غیرانتفاعی ‏روزبهان، روزبهان، ایران ‏

چکیده

اشرشیاکلی یک باکتری است که سبب بیماری­های متعدد در انسان و دام میگردد. این باکتری به‌دلیل افزایش مقاومت به آنتی­بیوتیک­ها، مشکلات عدیده­ای در صنعت دامداری و پزشکی ایجاد کرده است. هدف از این مطالعه تعیین مقاومت به فلوروکینولون­ها، شناسایی ژن‌های پلاسمیدی مقاومت به کینولون (PMQR) و تعیین قدرت تشکیل بیوفیلم توسط سویه­های اشرشیاکلی جدا شده از نمونه­های انسانی و گاوی در همدان می­باشد. در این مطالعه توصیفی تحقیقی، تعداد 40 جدایه اشریشیاکلی (20 جدایه انسانی، 20 جدایه گاوی) مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا مقاومت جدایه‌ها به سیپروفلوکساسین و لوفلوکساسین با روش میکرودایلوشن براث سنجیده شد و سپس شناسایی ژن‌های مقاومت به فلوروکینولون­ها (qnrA، qnrB، qnrC، qnrD، qnrS و acc) با روش PCR انجام گرفت. در ادامه توانایی جدایه‌های اشرشیاکلی در تولید بیوفیلم با روش میکر تیتر پلیت و میکروسکوپ الکترونی سنجیده شد و نتایج با استفاده از آزمون مربع کای با نرم‌افزار SPSS (ورژن 19) مورد آنالیز قرار گرفت نتایج میکرو دایلوشن براث نشان داد که از 40 جدایه اشریشیاکلی، 26 جدایه (65 درصد) به سیپروفلوکساسین و 23 جدایه (5/57 درصد) به لوفلوکساسین مقاوم بود. در بررسی فراوانی ژن‌های PMQR با روش PCR، فراوانی ژن‌های qnrA، qnrB، qnrC، qnrD، qnrS و aac به‌ترتیب 45، 5/47، 5/67، 5/27، 60 و 55 درصد گزارش شد. همچنین نتایج میکروتیتر پلیت نشان داد که40 درصد ایزوله ­ها توانایی تشکیل بیوفیلم قوی را دارند و تنها 4 درصد بیوفیلم تشکیل ندادند. نتایج مطالعه حاضر نشان داد که مکانیسم اصلی مقاومت این­جدایه‌ها به فلوروکینولون­ها مربوط به ژن‌های PMQR می‌باشد و احتمالاً مصرف بی‌رویه فلوروکینولون­ها در عفونت‌های انسانی، منجر به گسترش مقاومت به این داروها در جدایه‌های انسانی نسبت به جدایه‌های گاوی شده است. همچنین تشکیل بیوفیلم در ایجاد مقاومت به فلوروکینولون­ها نقش بسزایی داشت.

کلیدواژه‌ها

Akya, A.; Chegenelorestani, R.; Elahi, A.; Hamzavi, Y. (2017). Frequency of Plasmid-mediated Quinolone Resistance Genes in Extended-spectum β-lactamase-producing Escherichia coli. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences; 27(151): 41-51.
Alni, R.H.; Ghobadi, N.; Asl, M.N.; Sharifi, A. (2018). Genotyping of Escherichia coli isolated from human and water samples using ERIC-PCR method in Hamadan city. Journal of Birjand University of Medical Sciences; 25(4): 297-306.
Barilli, E.; Vismarra, A.; Frascolla, V.; Rega, M.; Bacci, C. (2008). Escheri chia coli Strains Isolated from Retail Meat Products: Evaluation of Biofilm Formation Ability, Antibiotic Resistance, and Phylogenetic Group Analysis. Journal of Food Protection; 83(2): 233-240.
Bonyadian, M.; Moshtaghi, H., Behroozi P. (2017). Occurrence of verotoxigenic E. coli in cow feces and antimicrobial resistance of the isolates in cattle farms in Shahrekord area. Biological Journal of Microorganism :6(23):75-84.
Boroumand, M.; Sharifi, A.; Manzouri, L.; Khoramrooz, S.S.; Khosravani, S.A. (2019) Evaluation of pap and sfa genes relative frequency P and S fimbriae encoding of uropathogenic Escherichia coli isolated from hospitals and medical laboratories; Yasuj City, Southwest Iran. Iranian Red Crescent Medical Journal; 21(8): 1-8.
Burvenich, C.: Van Merris,V.; Mehrzad, J.; Diez-Fraile, A.; Duchateau, L. (2003). Severity of E. coli mastitis is mainly determined by cow factors. Veterinary research; 34(5): 521-564.
Cattoir, V.; Poirel, L.; Rotimi, V.; Soussy, C-J.; Nordmann, P. (2007). Multiplex PCR for detection of plasmid-mediated quinolone resistance qnr genes in ESBL-producing enterobacterial isolates. Journal of antimicrobial chemotherapy; 60(2): 394-397.
Cavaco, L.; Hasman, H.; Xia, S. (2009). Aarestrup FM. qnrD, a novel gene conferring transferable quinolone resistance in Salmonella enterica serovar Kentucky and Bovis morbi ficans strains of human origin. Antimicrobial agents and chemo therapy; 53(2): 603-608.
Chen, J.; Griffiths, M. (1998). PCR differen tia tion of Escherichia coli from other Gram‐negative bacteria using primers derived from the nucleotide sequences flanking the gene encoding the universal stress protein. Letters in applied microbiology; 27(6): 369-371.
Ciesielczuk, H.; Hornsey, M.; Choi, V.; Woodford, N., Wareham, D. (2013). Develop ment and evaluation of a multiplex PCR for eight plasmid-mediated quinolone-resistance deter minants. Journal of medical micro biology; 62(12): 1823-1827.
Doosti; Mohajer, M.; Pajavand, H.; Abiri R.; Alvandi, A.(2017) Phenotypic and Genotypic Efflux Pumps in Resistance to Fluoroquinolones in E. coli Isolated from Inpatients in Kermanshah Hospitals in 2013. Journal of Arak University of Medical Sciences; 20(9): 22-32.
Ebrahimi, K.A.A.; Shabanpour, Z.; Habibiyan, S., Hakimi-Alni, R.; Hemati, M.; Aflakiyan, F.; et al. (2015). Chlor hexi dine effect on bacterial biofilms iso leated from nosocomial infections. Bio logical Journal Of Micr oorganism; 4(14): 83-92.
EscobarPáramo, P.; Le, Menac’h, A.; Le Gall, T.; Amorin, C.; Gouriou, S.; Picard, B.; et al. (2006). Identification of forces shaping the commensal Escherichia coli genetic structure by comparing animal and human isolates. Envir onmental microbiology; 8(11): 1975-1984.
FarajzadehSheikh, A.; Veisi, H.; Shahin, M. (2019). Getso M., Farahani A. Frequency of quinolone resistance genes among extended-spectrum β-lactamase (ESBL)-producing Escherichia coli strains isolated from urinary tract infections. Tropical medicine and health; 47(1): 19.
Hakami-Vala, S.A.; Ranjbar, R.; Bagheri Bejetani, A.; Bagheri-Bejestani, F. (2014). Distribution of qnrA gene in fluoroquinolone-resistant Escherichia coli isolates isolated from urine Patients Referred to Imam Khomeini Hospital in Tehran. Journal of Infectious and Tropical Diseases; 64(19): 63-66.
Jalilian, S. (2017). Evaluating the ability of Biofilm formation in Escherichia coli isolated from clinical samples in Zahedan. Journal of Jahrom University of Medical Sciences; 15(1): 36-42.
Jiang, Y.; Zhou, Z.; Qian, Y.; Wei, Z.; Yu, Y.; Hu, S.; et al. (2008). Plasmid-mediated quinolone resistance determinants qnr and aac (6′)-Ib-cr in extended-spectrum β-lactamase-producing Escherichia coli and Klebsiella pneumoniae in China. Journal of Antimicrobial Chemo therapy; 61(5): 1003-1006.
Junior, J.C.R.; Tamanini, R.; Soares, B.F.; de Oliveira, A.M.; de Godoi Silva, F.; da Silva, F.F.; et al. (2016). Efficiency of boiling and four other methods for genomic DNA extraction of deteriorating spore-forming bacteria from milk. Semina: Ciências Agrárias; 37(5): 3069-3078.
Karah, N.; Poirel, L.; Bengtsson, S.; Sundqvist, M.; Kahlmeter, G.; Nordmann, P.; et al. (2010). Plasmid-mediated quinolone resistance determinants qnr and aac (6′)-Ib-cr in Escherichia coli and Klebsiella spp. from Norway and Sweden. Diagnostic microbiology and infectious disease; 66(4): 425-431.
Kawamura-Sato, K.; Yoshida, R.; Shiba ya ma, K.; Ohta, M. (2010). Virulence genes, quinolone and fluoroquinolone resistance, and phylogenetic back ground of uro patho genic Escherichia coli strains isolated in Japan. Japanese journal of infectious diseases; 63(2): 113-115.
Mah, T-F.C.; O'Toole, G.A. (2001). Mecha nisms of biofilm resistance to anti microbial agents. Trends in micro biology; 9(1): 34-39.
Norouzia; Hossieni, N.H.; Mohebi, S., Kan dehkar, G.M.; Taati, M.M. (2016). Fre quency of plasmid-mediated qnrA, qnrB, and qnrS genes and determination of antibiotic suscep tibility among quinolones and fluoro quinolones resistance Escheri chia coli isolated from Kerman hospitals; 23(148): 98-105.
Rasko, D.A.; Rosovitz, M.; Myers, G.S.; Mon godin, E.F.; Fricke, W.F.; Gajer, P.;et al. (2008). The pangenome structure of Escherichia coli: comparative genomic analysis of E. coli commensal and pathogenic isolates. Journal of bacteriology; 190(20): 6881-6893.
Rodríguez-Martínez, J.M.; Cano, -M.E.; Velasco, C.; Martínez-Martínez, L.; Pascual, A. (2011). Plasmid-mediated quinolone resistance: an update. Journalof Infection and Chemo therapy; 17(2): 149-182.
Sabaté, M.; Prats, G.; Moreno, E.; Ballesté, E.; Blanch, A.R.; Andreu, A. (2008). Viru lence and antimicrobial resistance pro files among Escherichia coli strains isolated from human and animal wastewater. Research in Microbio logy; 159(4): 288-293.
Sharifi, A.; Mohammadzadeh, A.; Zahraei Salehi, T.; Mahmoodi, P. (2018).Antibacterial, antibiofilm and antiquorum sensing effects of Thymus daenensis and Satureja hortensisessential oils against Staphylococcus aureus isolates. Journal of applied microbio logy; 124(2): 379-388.
Soleimani-Asl, Y.; Zibaei, M.; Firoozeh, F. (2013). Detection of qnrA gene among quinolone-resistant Escherichia coli isolated from urinary tract infections in Khorram Abad during. Feyz Journal of Kashan University of Medical Sciences; 17(5): 1-7.
Soto, S.; Smithson, A.; Martinez, J.; Hor caja da, J.; Mensa, J.; Vila J. (2007). Biofilm formation in uropathogenic Escheri chia coli strains: relationship with prostatitis, urovirulence factors and antimicrobial resistance. The Journal of urology; 177(1): 365-368.
Tendolkar, P.M.; Baghdayan, A.S.; Gilmore, M.S.; Shanka, N. (2004). Enterococcal surface protein, Esp, enhances biofilm formation by Enterococcus faecalis. Infection and immunity; 72(10): 6032-6039.
Wareham, D.; Umoren, I.; Khanna, P.; Gordon, N. (2010). Allele-specific polymerase chain reaction (PCR) for rapid detection of the aac (6′)-Ib-cr quinolone resistance gene. Inter national journal of antimicrobial agents; 36(5): 476-487.