蜂巣炎を発症したブロイラーから分離された大腸菌の分子学的特性解析

Molecular characterization of Escherichia coli isolates recovered from broilers with cellulitis.

抄録

鳥病原性大腸菌によるブロイラー蜂巣炎は、食肉検査における枝肉不合格の主な原因であり、多大な経済的損失をもたらしている。本研究では、蜂窩織炎に罹患したブロイラー鶏から分離された大腸菌について、遺伝的近縁性、抗菌薬耐性の表現型および遺伝子型を分析した。その目的は、クローン性の広がりがあるのか、あるいはこれらの臨床分離株が異なるのかを明らかにすることであった。この目的のために、ドイツの77の養鶏場において罹患したブロイラーから採取されたスワブサンプルから大腸菌が分離され、その結果107株が分離された。これらの分離株は、血清型分類、PCRに基づく系統型分類、および型別を目的としたパルスフィールドゲル電気泳動に続くマクロ摩擦分析に供された。さらに、鳥類病原性大腸菌（APEC）に関連する病原性遺伝子の存在をPCR法で調査した。分離株の抗菌薬感受性はCLSIガイドラインに準拠したディスク拡散法で調べ，その後PCR法で対応する耐性遺伝子の存在を調べた．菌型分類の結果，分離株のかなりの割合がAPECの主要な血清型の一つであるO78:K80型に属していた．系統群分類の結果、系統群Dが最も一般的であった（n = 49）。マクロストレクション解析の結果は全体的に不均一であったが、密接に関連する分離株のクラスタリングが観察された。抗菌薬耐性のレベルは高く、83.8％の分離株は少なくとも1種類の抗菌薬に非感受性であり、40％の分離株は少なくとも3種類の抗菌薬に耐性を示した。最も頻繁に観察された耐性はアンピシリンに対する耐性で、Blaが関与していた（n = 56）。しかし、シプロフロキサシンに耐性を示さない分離株は少なく（n＝8）、第3世代セファロスポリンやカルバペネム系抗菌薬に耐性を示す分離株は皆無であった。全体として、鳥類蜂巣炎に関連する遺伝的に多様なAPECが、ドイツの養鶏場間および養鶏場内で見られることを示している。ほとんどの分離株は抗菌薬耐性であったが、優先順位の高い重要な抗菌薬に対する耐性レベルは低かった。

Avian cellulitis in broilers, caused by avian pathogenic Escherichia coli, is a major cause for carcass rejections during meat inspection, resulting in significant economic losses. In this study, we analysed E. coli isolates obtained from broiler chickens affected by cellulitis for their genetic relatedness and antimicrobial resistance phenotype and genotype. The objective was to determine whether there is a clonal spread or whether these clinical isolates differ. For this purpose, E. coli was isolated from swab samples collected from diseased broilers across 77 poultry farms in Germany, resulting in 107 isolates. These isolates were subjected to serotyping, PCR-based phylotyping and macrorestriction analysis with subsequent pulsed-field gel-electrophoresis for typing purposes. In addition, the presence of virulence genes associated with avian pathogenic E. coli (APEC) was investigated by PCR. Antimicrobial susceptibility of the isolates was examined by the disk diffusion method according to CLSI guidelines and subsequently, the presence of corresponding resistance genes was investigated by PCR. Typing results revealed that a significant proportion of the isolates belonged to serotype O78:K80, which is one of the major APEC serotypes. Phylogenetic grouping showed that phylogenetic group D was most commonly represented (n = 49). Macrorestriction analysis showed overall heterogenous results, however, some clustering of closely related isolates was observed. The level of antimicrobial resistance was high, with 83.8% of isolates non-susceptible to at least one class of antimicrobial agents and 40% of isolates showing resistance to at least three classes. The most frequently observed resistance was to ampicillin, mediated by bla (n = 56). However, few isolates were non-susceptible to ciprofloxacin (n = 8) and none of the isolates was resistant to 3rd generation cephalosporins or carbapenems. Overall, the results show that genetically diverse APEC associated with avian cellulitis can be found among and within German poultry farms. While most isolates were antimicrobial resistant, resistance levels to high(est) priority critically important antimicrobials were low.