ivmМеждународный вестник ветеринарииInternational Journal of Veterinary Medicine2072-2419SpbGUVM Publishing House10.52419/issn2072-2419.2023.2.77ivm-1226Research ArticleИНФЕКЦИОННЫЕ БОЛЕЗНИINFECTIOUS DISEASESИдентификация генов резистентности в рамках ветеринарного мониторингаIdentification of resistance genes in the framework of veterinary monitoringhttps://orcid.org/0000-0001-8924-2273ПрасоловаО. В.PrasolovaO. V.

к.в.н., ведущий научный сотрудник

o.prasolova@vgnki.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0080-0158КрыловаЕ. В.KrylovaE. V.

к.б.н., ведущий научный сотрудник 

https://orcid.org/0000-0002-6274-5265СолтынскаяИ. В.SoltynskayaI. V.

заведующий отделом

https://orcid.org/0000-0002-7552-4816ПутинцеваА. В.PutintsevaA. V.

научный сотрудник

https://orcid.org/0000-0003-0275-0465ТимофееваИ. А.TimofeevaI. A.

научный сотрудник

https://orcid.org/0000-0002-1666-3058КирсановаН. А.KirsanovaN. A.

научный сотрудник

https://orcid.org/0000-0001-5142-4821ОсиповаЮ. А.OsipovaYu. A.

младший научный сотрудник

https://orcid.org/0000-0002-5030-4876ИвановаО. Е.IvanovaO. E.

к.в.н., заведующий отделением

https://orcid.org/0000-0002-3814-7134КишЛ. К.KishL. K.

к.в.н., директор

ФГБУ Всероссийский государственный Центр качества и стандартизации лекарственных средств для животных и кормов («ВГНКИ»)РоссияThe Russian State Center for Animal Feed and Drug Standardization and QualityRussian Federation202329062023027785Copyright © Прасолова О.В., Крылова Е.В., Солтынская И.В., Путинцева А.В., Тимофеева И.А., Кирсанова Н.А., Осипова Ю.А., Иванова О.Е., Киш Л.К., 20242024Прасолова О.В., Крылова Е.В., Солтынская И.В., Путинцева А.В., Тимофеева И.А., Кирсанова Н.А., Осипова Ю.А., Иванова О.Е., Киш Л.К.Prasolova O.V., Krylova E.V., Soltynskaya I.V., Putintseva A.V., Timofeeva I.A., Kirsanova N.A., Osipova Y.A., Ivanova O.E., Kish L.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vetjournal.spbguvm.ru/jour/article/view/1226

С помощью полимеразной цепной реакции с детекцией продуктов амплификации в режиме «реального времени» (ПЦР-PВ) было исследовано 263 образца из окружающей среды, отобранных на объектах содержания животных и птицы, а также фекалий с целью определения генетических детерминант резистентности к пяти классам противомикробных препаратов, таких как тетрациклины (tetA, tetO, tetM) фторхинолоны (qnrS, qnrB) цефалоспорины, пенициллины (СТХ-М-1, СТХ-М-9, CMY), полимиксины (mcr-1). 95% образцов, протестированных на наличие АМР, показали наличие генов резистентности, связанных с устойчивостью по меньшей мере к двум классам этих антибиотиков широкого спектра действия. Уровень обнаружения маркеров резистентности к тетрациклинам и фторхинолонам было самым высоким. Выявление генетических макркеров резистентности к большинству противомикробных препаратов имеет следующий порядок возрастания: овца→лошадь→коза→ крупный рогатый скот→свинья→птица. Наши исследования коррелируют с тенденцией к тому, что противомикробные препараты используются в большей степени для лечения свиней и птицы, чем для крупного рогатого скота. В образцах из объектов внешней среды идентификация генетических детерминант резистентности была сопоставимой с выявлением в образцах от животных только в птичниках. В образцах фекалий гены резистентности выявляли в два-три раза чаще, чем в образцах из окружающей среды. Исследование показало, какие маркеры резистентности распространены в образцах от животных и окружающей среды, а относительное количество и частота обнаружения данных маркеров могут служить параметром оценки риска дальнейшего распространения антибиотикорезистентности.

Real-time polymerase chain reaction (PCR-PT) was used to examine 263 environmental samples from animal and poultry facilities, as well as faeces, to determine the genetic determinants of resistance to five classes of antimicrobials such as tetracyclines (tetA, tetO, tetM) fluoroquinolones (qnrS, qnrB) cephalosporins, penicillins (CTX-M-1, CTX-M-9, CMY), polymyxins (mcr-1). 95% of samples tested for AMR showed the presence of resistance genes associated with resistance to at least two classes of these broad-spectrum antibiotics. The level of detection of resistance markers to tetracyclines and fluoroquinolones was the highest. The detection of genetic markers of resistance to most antimicrobials has the following ascending order: sheep → horse → goat → cattle → pig → poultry. Our studies correlate with a trend towards more antimicrobial use in pigs and poultry than in cattle.In samples from environmental objects, the identification of genetic determinants of resistance was comparable to the detection in samples from animals only in poultry houses. In faecal samples, resistance genes were detected two to three times more often than in environmental samples.The study showed which resistance markers are common in the fecal microbiome and environmental samples, and the relative amount and frequency of detection of these markers can serve as a risk assessment parameter for the further spread of antibiotic resistance.

гены антибиотикорезистентностиидентификацияветеринарный мониторингantibiotic resistance genesidentificationveterinary monitoringИсследование финансировалось Федеральной службой по ветеринарному и фитосанитарному надзору, научно-исследовательская работа (БН62 подтема 52) 1022040700237-0-4.3.1 ««Ветеринарный мониторинг резистентности бактерий к антимикробным средствам».ReferencesБорьба с устойчивостью к антибиотикам с точки зрения безопасности пищевых продуктов в Европе. Всемирная организация здравоохранения. Европейское региональное бюро. Режим доступа: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0011/144695/e94889R.pdf;Combating antibiotic resistance for food safety in Europe. World Health Organization. European regional bureau. Access mode: http://www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/0011/144695/e94889R.pdf;de Carvalho FM, Valiatti TB, Santos FF, Silveira ACO, Guimarães APC, Gerber AL, Souza CO, Cassu Corsi D, Brasiliense DM, Castelo-Branco DSCM, Anzai EK, BessaNeto FO, Guedes GMM, de Souza GHA, Lemos LN, Ferraz LFC, Bahia MNM, Vaz MSM, da Silva RGB, Veiga R, Simionatto S, Monteiro WAP, Lima WAO, Kiffer CRV, Campos Pignatari AC, Cayô R, de Vasconcelos ATR, Gales AC. Exploring the Bacteriome and Resistome of Humans and FoodProducing Animals in Brazil. Microbiol Spectr. 2022 Oct 26;10(5):e0056522. doi: 10.1128/spectrum.00565-22. Epub 2022 Aug 22. PMID: 35993730; PMCID: PMC9602611.de Carvalho FM, Valiatti TB, Santos FF, Silveira ACO, Guimarães APC, Gerber AL, Souza CO, Cassu Corsi D, Brasiliense DM, Castelo-Branco DSCM, Anzai EK, BessaNeto FO, Guedes GMM, de Souza GHA , Lemos LN, Ferraz LFC, Bahia MNM, Vaz MSM, da Silva RGB, Veiga R, Simionatto S, Monteiro WAP, Lima WAO, Kiffer CRV, Campos Pignatari AC, Cayô R, de Vasconcelos ATR, Gales AC. Exploring the Bacteriome and Resistome of Humans and Food-Producing Animals in Brazil. Microbiol Spectr. 2022 Oct 26;10(5):e0056522. doi: 10.1128/spectrum.00565-22. Epub 2022 Aug 22. PMID: 35993730; PMCID: PMC9602611.Diene, S.M. Carbapenemase genes and genetic platform in Gram-negative bacilli: Enterobacteriaceae, Pseudomonas and Acinetobacter species/S.M.Diene, J.M.Rolain // Clinical Microbiology and Infection. – 2014. – Vol.20. – P.831-838.Diene, S.M. Carbapenemase genes and genetic platform in Gram-negative bacilli: Enterobacteriaceae, Pseudomonas and Acinetobacter species/S.M.Diene, J.M.Rolain // Clinical Microbi-ology and Infection. - 2014. - Vol.20. – P.831-838.Overdevest, I. Extended-Spectrum β-lactamase Genes of Escherichia coli in Chicken Meat and Humans, the Netherlands/I.Overdevest, I.Willemsen, M. Pijnsburger, A.Eustace, Li Xu et al.//Emerging Infectious Diseases. 2011– vol.17. - №7. – P.1216 – 1222., doi: 10.3201/eid1707.110209.Overdevest, I. Extended-Spectrum β-lactamase Genes of Escherichia coli in Chicken Meat and Humans, the Netherlands/I.Overdevest, I.Willemsen, M. Pijnsburger, A.Eustace, Li Xu et al.//Emerging Infectious diseases. 2011–vol.17. - No. 7. – P.1216 – 1222., doi: 10.3201/eid1707.110209.Randall, L.P. Prevalence of Escherichia coli carrying extended-spectrum β-lactamases (CTX-M and Tem-52) from broiler chicken and turkeys in Great Britain between 2006 and 2009/L.P.Randall, C.Clouting, R.A.Horton, N.G.Coldman, G.Wu, F.A.Clifton-Hadley et al.//Journal of Antimicrobial Chemotherapy. – 2011. – Vol.66. – P.86-95 doi:10.1093/jac/dkq396Randall, L.P. Prevalence of Escherichia coli carrying extended-spectrum β-lactamases (CTX-M and Tem-52) from broiler chicken and turkeys in Great Britain between 2006 and 2009/L.P.Randall, C.Clouting, R.A.Horton, N.G.Coldman, G.Wu, F.A. Clifton-Hadley et al.//Journal of Antimicrobial Chemotherapy. - 2011. - Vol.66. – P.86-95 doi:10.1093/jac/dkq396Gerber P, Chilonda P, Franceschini G, Menzi H. Geographical determinants and environmental implications of livestock production intensification in Asia. Bioresour Technol. 2005 Jan;96(2):263-76. doi: 10.1016/j.biortech.2004.05.016. Erratum in: Bioresour Technol. 2005 Sep;96(13):1525-8. PMID: 15381225Gerber P, Chilonda P, Franceschini G, Menzi H. Geographical determinants and envi- ronmental implications of livestock production intensification in Asia. Bioresour Technol. 2005 Jan;96(2):263-76. doi: 10.1016/j.biortech.2004.05.016. Erratum in: Bioresour Technol. 2005 Sep;96(13):1525-8. PMID: 15381225Виноградова К.А., Булгакова В.Г., Полин А.Н., Кожевин П.А. Устойчивость микроорганизмов к антибиотикам: резистома, её объём, разнообразие и развитие. Антибиотики и Химиотерапия. 2013;58(5-6):38-48.Vinogradova K.A., Bulgakova V.G., Polin A.N., Kogevin P.A. Resistance of microorganisms to antibiotics: resistome, its volume, diversity and development. Antibiotics and Chemotherapy. 2013;58(5-6):38-48.Забровская А.В., Эпизоотологический анализ распространения антибиотикорезистентных штаммов возбудителей инфекционных болезней сельскохозяйственных животных в Северо-Западном федеральном округе Российской Федерации, док. вет. наук: 06.02.02. – ФГБОУ ВО СПбГУВМ, СПб, 2019 - 323 с.Zabrovskaya A.V., Epizootological analysis of the spread of antibiotic-resistant strains of pathogens of infectious diseases of agricultural animals in the NorthWestern Federal District of the Russian Federation, doc. vet. Sciences: 06.02.02. - FGBOU VO SPbGUVM, St. Petersburg, 2019 - 323 p.Макавчик С.А., Бактериальные болезни крупного рогатого скота, вызванные полирезистентными микроорганизмами (диагностика, лечение и профилактика) док. вет. наук: 06.02.02, ФГБОУ ВО СПбГУВМ, СПб, 2021 - 370 с.Makavchik S.A., Bacterial diseases of cattle caused by multiresistant microorganisms (diagnosis, treatment and prevention), doc. vet. Sciences: 06.02.02, SPbGUVM, St. Petersburg, 2021 - 370 p.Макавчик, С.А. Лабораторные методы контроля полирезистентных возбудителей бактериальных болезней животных и рациональное применение антимикробных препаратов / С.А. Макавчик, А.А. Сухинин, С.В. Енгашев, А.Л. Кротова - СПб.: изд-во ВВМ, 2021 г. – 152 с. : ил.Makavchik, S.A. Laboratory methods for the control of multiresistant pathogens of bacterial animal diseases and the rational use of antimicrobial drugs / S.A. Makavchik, A.A. Sukhinin, S.V. Engashev, A.L. Krotova - St. Petersburg: VVM publishing house, 2021 - 152 p. : ill.Прасолова О.В., Анализ распространения генетических детерминант резистентности к тетрациклинам, цефалоспоринам, пенициллинам, фторхинолонам и колистину в рамках ветеринарного мониторинга на территории РФ, Прасолова О.В., Тимофеева И.А., Осипова Ю.А., Акинина Т.Н., Крылова Е.В., Кирсанова Н.А., Куриченкова Е.О., Путинцева А.В., Богомазова А.Н., Леухина О.О., Солтынская И.В // КМАХ. 2022. Т.24. Приложение 1, С.29.Prasolova O.V., Analysis of the distribution of genetic determinants of resistance to tetracyclines, cephalosporins, penicillins, fluoroquinolones and colistin in the framework of veterinary monitoring on the territory of the Russian Federation, Prasolova O.V., Timofeeva I.A., Osipova Yu. A., Akinina T.N., Krylova E.V., Kirsanova N.A., Kurichenkova E.O., Putintseva A.V., Bogomazova A.N., Leukhina O.O., Soltynskaya I. In // KMAH. 2022. V.24. Annex 1, p.29.Балагула Т.В., Антибиотики в ветеринарии: загрязнение продукции животноводства, Балагула Т.В., Лаврухина О.И., Батов И. В., Макаров Д.А., Третьяков А.В., / Международный вестник ветеринарии. 2022. – № 4. – С.174-179, DOI: 10.52419/issn2072-2419.2022.4.174Balagula T.V., Antibiotics in veterinary medicine: contamination of livestock products, Balagula T.V., Lavrukhina O.I., Batov I.V., Makarov D.A., Tretyakov A.V., / International Bulletin of veterinary medicine. 2022. - No. 4. - P.174-179, DOI: 10.52419/issn2072-2419.2022.4.174Annual Report on Antimicrobial Agents Intended for Use in Animals, 6th edition, https://www.woah.org/app/uploads/2022/06/a-sixth-annual-report-amu-final.pdf, дата обращения 02.08.2022Annual Report on Antimicrobial Agents Intended for Use in Animals, 6th edition, https://www.woah.org/app/uploads/2022/06/a-sixth-annual-report-amu-final.pdf, accessed 02.08.2022Katale, B.Z., Misinzo, G., Mshana, S.E. et al. Genetic diversity and risk factors for the transmission of antimicrobial resistance across human, animals and environmental compartments in East Africa: a review. Antimicrob Resist Infect Control 9, 127 (2020). https://doi.org/10.1186/s13756-020-00786-7]Katale, B.Z., Misinzo, G., Mshana, S.E. et al. Genetic diversity and risk factors for the transmission of antimicrobial resistance across human, animals and environmental compartments in East Africa: a review. Antimicrob Resist Infect Control 9, 127 (2020). https://doi.org/10.1186/s13756-020-00786-7]Тутельян, А. В. Факторы риска развития устойчивости к противомикробным препаратам в рамках концепции «Единое здоровье» / А. В. Тутельян // Материалы XII Съезда Всероссийского научно-практического общества эпидемиологов, микробиологов и паразитологов, Москва, 26–28 октября 2022 года / Под редакцией А.Ю. Поповой, В.Г. Акимкина. – Москва: Федеральное бюджетное учреждение науки "Центральный научно-исследовательский институт эпидемиологии" Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2022. – С. 89-90. – EDN EOBVOJ.Tutelyan, A. V. Risk factors for the development of resistance to antimicrobial drugs within the concept of "One Health" / A. V. Tutelyan // Proceedings of the XII Congress of the All-Russian Scientific and Practical Society of Epidemiologists, Microbiologists and Parasitologists, Moscow, October 26–28, 2022 / Edited by A.Yu. Popova, V.G. Akimkin. - Moscow: Federal Budgetary Institution of Science "Central Research Institute of Epidemiology" of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare, 2022. - P. 89-90. – EDN EOBVOJ.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.