Tên đề tài: “Nghiên cứu gene độc lực và đề kháng kháng sinh của Escherichia coli trên heo tại cơ sở chăn nuôi và giết mổ ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long”

Tác giả: Ngô Văn Thống, Khóa: 2021

Chuyên ngành: Bệnh lý học và chữa bệnh vật nuôi; Mã số: 9640102. Nhóm ngành: Thú y

Người hướng dẫn chính: TS. Nguyễn Khánh Thuận - Trường Đại học Cần Thơ

Người hướng dẫn phụ: TS. Bùi Thị Lê Minh - Trường Đại học Cần Thơ

1. Tóm tắt nội dung luận án

Vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) là vi khuẩn thường trú trong đường tiêu hóa của các loài động vật, trong đó có heo. Trong điều kiện bình thường, E. coli là vi khuẩn vô hại nhưng khi sức đề kháng của heo giảm thì các chủng vi khuẩn E. coli độc lực có khả năng phát triển nhanh và gây bệnh. Bệnh do E. coli gây thiệt hại lớn đối với ngành chăn nuôi heo trên thế giới do sự lưu hành phổ biến, làm tăng tỷ lệ chết ở heo con, giảm tăng trọng, tăng chi phí điều trị và làm tăng tiêu tốn thức ăn.

Ở Việt Nam, một số kết quả nghiên cứu về vi khuẩn E. coli  trên heo trước đây ở khu vực Nam Trung Bộ và Tây Nguyên của Võ Thành Thìn (2012), ở Đồng bằng sông Cửu Long của Nguyễn Thị Hạnh Chi (2015) chủ yếu tập trung nghiên cứu các kháng nguyên bám dính F, các nhóm kháng nguyên O, một số gene độc lực của ETEC (như Sta, Stb, LT, EAST1, Stx2e) và xác định di truyền của một số chủng E. coli phân lập từ heo ở cơ sở chăn nuôi. Tuy nhiên, các nhóm tác giả này chưa nghiên cứu các yếu tố độc lực của các nhóm E. coli khác nhau trên heo. Bên cạnh đó, các nghiên cứu này chưa có nghiên cứu chuyên sâu về đặc điểm di truyền của các gene đề kháng kháng sinh trên vi khuẩn E. coli phân lập từ heo, môi trường tại cơ sở chăn nuôi và cơ sở giết mổ. Từ thực tiễn đó, nghiên cứu này được thực hiện nhằm mục tiêu (1) Xác định sự hiện diện của E. coli trên các mẫu từ heo và môi trường tại cơ sở chăn nuôi và giết mổ ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long, (2) Xác định sự hiện diện và phân bố một số gene độc lực phổ biến ở vi khuẩn E. coli gây bệnh đường ruột, (3) Đánh giá mức độ kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập đối với một số kháng sinh thường dùng, đồng thời xác định sự hiện diện của một số gene đề kháng kháng sinh tương ứng, (4) Phân tích di truyền gene tetA bằng giải trình tự, xác định mức độ tương đồng và mối liên hệ của gene này giữa vi khuẩn E. coli phân lập từ các đối tượng nghiên cứu..

Nghiên cứu được thực hiện với năm nội dung (1) Khảo sát sự hiện diện của E. coli trên các mẫu từ heo và môi trường tại cơ sở chăn nuôi và giết mổ ở một số tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long với 672 mẫu, trong đó 432 mẫu tại cơ sở chăn nuôi và 240 mẫu tại cơ sở giết mổ (2) Khảo sát sự hiện diện của một số gene mã hóa yếu tố độc lực của vi khuẩn E. coli. (3) Khảo sát tính đề kháng của E. coli đối với một số kháng sinh sử dụng phổ biến. (4) Khảo sát sự hiện diện của một số gene mã hóa yếu tố đề kháng kháng sinh trên E. coli, (5) Khảo sát đặc điểm di truyền của gene tetA mã hóa yếu tố đề kháng kháng sinh ở vi khuẩn E. coli phân lập được.

Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mẫu dương tính với E. coli là 61,61%.

Bằng kỹ thuật PCR đã xác định sự hiện diện của các gene mã hóa yếu tố độc lực Stx2 (23,33%), Sta (15,08%) bfpa (13,10%) và agg (4,71%) trên vi khuẩn E. coli phân lập được. Các vi khuẩn E. coli có thể mang từ 1 đến 5 gene độc lực này.

Kết quả khảo sát tính đề kháng của 1359 vi khuẩn E. coli với 15 loại kháng sinh cho thấy vi khuẩn E. coli đề kháng cao với sul/trimethoprim (73,33-77,60%), amoxicillin (67,59-74,24%), ampicillin (63,91-73,48%), florfenicol (41,61-64,61%) và streptomycin (50,80-61,36%). Vi khuẩn E. coli đa kháng từ 2 đến 15 loại kháng sinh. Tuy nhiên, các vi khuẩn E. coli này còn nhạy cảm cao với amikacin (94,91- 96,32%),  amoxicillin/ axit clavulanic (94,81- 96,09%) doxycycline (94,48-91,56%), cefaclor (91,03-82,03%).

Ngoài ra, kết quả cho thấy vi khuẩn E. coli mang gene mã hóa yếu tố đề kháng kháng sinh blaampC (70,20%), tetA (54,53%), sulII (50,48%), cat1(18,32%), blaTEM (22,96%) và bla CTX-M (23,69%). Các vi khuẩn E. coli có thể mang từ 1 đến 8 gene đề kháng kháng sinh này.

Gene tetA của 11 vi khuẩn E. coli phân lập từ mẫu phân, thân thịt, swab nền chuồng, nước sử dụng, nước thải và swab sàn giết mổ được phân tích đặc điểm di truyền. Kết quả cho thấy gene tetA của 11 vi khuẩn E. coli này có mức độ tương đồng di truyền rất cao. Các gene này có mức độ tương đồng cao (99-100%) với 6/10 chủng tham chiếu. Các gene tetA này được cấp ID từ PP533594 đến PP533604.

Sự hiện diện của các chủng E. coli mang yếu tố độc lực và đề kháng kháng sinh trên heo và môi trường cần được kiểm soát nhằm bảo vệ sức khỏe của vật nuôi và con người.

2. Những kết quả mới của luận án

- Các kết quả của luận án cung cấp dữ liệu khoa học, cập nhật về tỷ lệ hiện diện của vi khuẩn E. coli trên heo (heo con theo mẹ, heo thịt, heo nái), cũng như trên thịt heo, môi trường chăn nuôi và môi trường giết mổ.

- Bên cạnh đó, luận án cung cấp những tư liệu khoa học về đặc tính đề kháng kháng sinh, sự hiện diện và đặc điểm di truyền các gene mã hóa yếu tố đề kháng kháng sinh và gene mã hóa yếu tố độc lực của nhóm vi khuẩn EPEC, EHEC, ETEC được phân lập tại các cơ sở chăn nuôi và giết mổ ở một số tỉnh vùng ĐBSCL.

3. Các ứng dụng/khả năng ứng dụng trong thực tiễn, các vấn đề cần tiếp tục nghiên cứu

- Kết quả nghiên cứu của luận án là cơ sở khoa học cho việc xác định sự hiện diện vi khuẩn E. coli có khả năng gây bệnh trên heo ở Đồng bằng sông Cửu Long. Những thông tin khoa học này rất hữu ích trong việc xác định chiến lược kiểm soát hiệu quả bệnh do vi khuẩn E. coli gây ra trên heo và con người trong khu vực.

- Kết quả của nghiên cứu này đã cung cấp tình trạng đề kháng kháng sinh của      E. coli đối với kháng sinh đang được sử dụng phổ biến trong chăn nuôi, góp phần nâng cao hiệu quả trong công tác điều trị và phòng ngừa sự lây truyền sang người.

1. Content of thesis summary

Escherichia coli (E. coli) is common in the digestive tract of animals, including pigs. Under normal conditions, E. coli is harmless, but when the resistance of pigs is reduced, virulent strains of E. coli can develop rapidly and cause disease. Diseases caused by E. coli have a significant impact on the pig farming industry worldwide, due to their widespread circulation, resulting in increased mortality rates in piglets, reduced weight gain, higher treatment costs, and increased feed consumption.

In Vietnam, some previous research results on E. coli in pigs in the South Central and Central Highlands regions by Vo Thanh Thin (2012), in the Mekong Delta by Nguyen Thi Hanh Chi (2015) mainly focused on studying F adhesion antigens, O antigen groups, some virulence genes of ETEC (such as Sta, Stb, LT, EAST1, Stx2e) and determining the genetics of some E. coli strains isolated from pigs in livestock facilities. These groups of authors have not studied the virulent factors of different E. coli groups in pigs. Additionally, these studies have not specifically examined the genetic characteristics of antibiotic resistance genes in E. coli isolated from pigs, the environment within livestock facilities, and slaughterhouses. Therefore, this study was conducted with the aim of (1) Determining the presence of E. coli in samples from pigs and the environment at livestock and slaughter facilities in some provinces of the Mekong Delta, (2) Determining the presence and distribution of some common virulence genes in E. coli causing intestinal diseases, (3) Assessing the level of antibiotic resistance of isolated E. coli to some commonly used antibiotics, and at the same time determining the presence of some corresponding antibiotic resistance genes, (4) Genetic analysis of the tetA gene by sequencing, determining the level of similarity and relationship of this gene between E. coli isolated from the research subjects.

The study was conducted with five contents (1) Surveying the presence of E. coli in samples from pigs and the environment at livestock and slaughter facilities in some provinces of the Mekong Delta with 672 samples, of which 432 samples were at livestock facilities and 240 were from samples at the slaughterhouses (2) Survey the presence of some genes encoding virulence factors of E. coli. (3) Survey the resistance of E. coli to some commonly used antibiotics. (4) Survey the presence of some antibiotic resistance genes in E. coli, (5) Survey the genetic characteristics of the tetA gene encoding antibiotic resistance in isolated E. coli.

The study results showed that the rate of samples positive for E. coli was 61.61%.

Using the PCR technique, the presence of genes encoding virulence factors Stx2 (23.33%), Stx1 (15.08%), bfpa (13.10%), and agg (4.71%) was determined in the isolated E. coli bacteria. E. coli bacteria can carry from 1 to 5 of these virulent genes.

The results of the resistance survey of 1359 E. coli to 15 antibiotics showed that E. coli were highly resistant to sul/trimethoprim (73.33-77.60%), amoxicillin (67.59-74.24%), ampicillin (63.91-73.48%), florfenicol (41.61-64.61%) and streptomycin (50.80-61.36%). E. coli were multiresistant to 2 to 15 antibiotics. However, these E. coli isolates remained susceptible to amikacin (94.91-96.32%), amoxicillin/clavulanic acid (94.81-96.09%), doxycycline (94.48-91.56%), and cefaclor (91.03-82.03%).

In addition, the results showed that E. coli carried genes encoding antibiotic resistance, such as blaampC (70.20%), tetA (54.53%), sulII (50.48%), cat1 (18.32%), blaTEM (22.96%), and bla CTX-M (23.69%). E. coli isolates can carry from 1 to 8 of these antibiotic resistance genes.

The tetA gene of 11 E. coli isolated from feces, carcasses, floor swabs, used water, wastewater, and slaughter floor swabs was analyzed for genetic characteristics. The results showed that the tetA gene of these 11 E. coli had a high level of genetic similarity. These genes exhibited a high level of similarity (99-100%) with 6 out of 10 reference strains. These tetA genes were assigned IDs from PP533594 to PP533604.

The presence of virulence and antibiotic-resistant E. coli strains in pigs and the environment needs to be controlled to protect animal and human health.

2. The novel aspects of the thesis

The results of the thesis provide scientific data on the updated presence rate of E. coli in pigs (piglets, pigs, sows), as well as in pork, the farming environment, and the slaughtering environment.

In addition, the thesis presents scientific documents on the antibiotic resistance characteristics, the presence and genetic characteristics of genes encoding antibiotic resistance, and the virulence of the EPEC, EHEC, and ETEC groups isolated from farming and slaughtering facilities in certain provinces of the Mekong Delta.

3. Application prospect and suggestions for further study

The research results of the thesis are the scientific basis for determining the presence of E. coli capable of causing disease in pigs in the Mekong Delta. This scientific information is beneficial in deciding effective control strategies for diseases caused by E. coli in pigs and humans in the region.

The results of this study have provided the antibiotic resistance status of E. coli to antibiotics commonly used in livestock farming, contributing to the improvement of treatment and prevention of transmission to humans.

• Xem chi tiết nội dung luận án
• Xem thông tin đăng tải tại Website Bộ giáo dục và Đào tạo. (Nhập tên NCS vào ô tìm kiếm)