DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-03942-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38459543
تاريخ النشر: 2024-03-08
المؤلف: Hala F. Ayoub وآخرون
الموضوع الرئيسي: إدارة الأمراض في تربية الأحياء المائية والميكروبيوتا
نظرة عامة
في هذه الدراسة، تم عزل Aeromonas hydrophila من Tilapia zillii و Mugil cephalus التي تم جمعها من مواقع مختلفة على طول قناة السويس في مصر عبر مواسم مختلفة. ركزت التحقيقات على انتشار A. hydrophila، جيناتها المسببة للأمراض، وملفات مقاومة المضادات الحيوية للعزلات. من بين 120 عينة سمك، تم تحديد A. hydrophila في 38 عينة (31.6%). أظهرت العزلات عدة جينات مسببة للأمراض، بما في ذلك aerolysin (aerA) بنسبة 57.9%، وأظهرت مقاومة كبيرة للمضادات الحيوية، مع إيجابية 100% لجين bla_pse1 و 63.1% مصنفة كمقاومة متعددة الأدوية (MDR)، بينما كانت 28.9% مقاومة للأدوية بشكل كبير (XDR).
تشير النتائج إلى انتشار مقلق لـ A. hydrophila في أنواع الاستزراع المائي، إلى جانب مجموعة متنوعة من مقاومة المضادات الحيوية وجينات المسببة للأمراض. وهذا يشير إلى خطر متزايد من عدوى Aeromonas، مما يطرح تداعيات كبيرة على إدارة الاستزراع المائي والصحة العامة، خاصة بسبب الاستخدام غير القانوني للمضادات الحيوية في تربية الأسماك. وجود هذه السلالات المقاومة للمضادات الحيوية يعقد خيارات العلاج للأسماك المصابة ويزيد من المخاطر الصحية المحتملة للبشر.
مقدمة
تناقش مقدمة ورقة البحث أهمية البكتيريا سالبة الجرام Aeromonas، وخاصة Aeromonas hydrophila، كعامل مسبب رئيسي للأمراض الإنتانية الشديدة في الأسماك، مما يؤدي إلى خسائر اقتصادية كبيرة في الاستزراع المائي. يُعزى مرضية أنواع Aeromonas إلى تفاعل معقد من جينات المسببة للأمراض التي تسهل غزو البكتيريا واستعمار الأنسجة المضيفة. تشمل العوامل المسببة للأمراض الرئيسية المحددة مجموعة متنوعة من السموم المعوية والسموم الخلوية، والتي تعتبر حاسمة لفهم المرضية المحتملة لهذه البكتيريا.
تسلط الورقة أيضًا الضوء على الاستخدام الواسع للمضادات الحيوية في الاستزراع المائي لمكافحة العدوى البكتيرية، مما أدى إلى ظهور سلالات مقاومة للمضادات الحيوية من Aeromonas. تشكل هذه المقاومة خطرًا في نقل جينات مقاومة المضادات الحيوية من الأسماك إلى البشر، مما قد يعطل الميكروبيوم المعوي المفيد ويقلل من فعالية المضادات الحيوية في علاج الأمراض البشرية. تهدف الدراسة إلى تقييم انتشار سلالات A. hydrophila المسببة للأمراض المعزولة من Tilapia zillii و Mugil cephalus في منطقة قناة السويس في مصر، مع التركيز على التعرف الجزيئي على جينات المسببة للأمراض وتقييم وجود جينات مقاومة متعددة الأدوية (MDR) ومقاومة للأدوية بشكل كبير (XDR). بالإضافة إلى ذلك، سيتم إجراء اختبارات مرضية لفحص تأثير هذه العزلات على بقاء الأسماك ومراضها.
الطرق
في هذه الدراسة، استخدم المؤلفون طرقًا إحصائية لتقييم توزيع البيانات باستخدام اختبار كاي-تربيع. تم إجراء التحليلات باستخدام برنامج R، تحديدًا الإصدار 4.0.2، مع مستوى دلالة محدد مسبقًا تم تعيينه عند \( P < 0.05 \). سمح هذا النهج بتقييم العلاقات داخل البيانات، مما يضمن أن النتائج كانت قوية وموثوقة إحصائيًا.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” في ورقة البحث النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يتضمن عادةً بيانات كمية، وتحليلات إحصائية، وتمثيلات بصرية مثل الرسوم البيانية أو الجداول لتوضيح النتائج. غالبًا ما تتم مقارنة النتائج مع الفرضيات أو الدراسات السابقة لتسليط الضوء على الفروقات أو التأكيدات المهمة.
في هذا القسم، قد يبلغ المؤلفون عن مقاييس مثل المتوسطات، والانحرافات المعيارية، وقيم p، وفترات الثقة لدعم ادعاءاتهم. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي اتجاهات أو أنماط ملحوظة في البيانات، مما يوفر رؤى حول تداعيات النتائج في السياق الأوسع لمجال البحث. بشكل عام، تعتبر النتائج أساسًا للنقاشات والاستنتاجات اللاحقة التي تم التوصل إليها في الورقة.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم جمع ما مجموعه 120 سمكة متأثرة سريريًا، تتكون من 60 Tilapia zillii و 60 Mugil cephalus، من مزارع سمكية مختلفة في منطقة قناة السويس في مصر لإجراء تحليل بكتريولوجي. أظهرت الأسماك علامات سريرية تتماشى مع عدوى Aeromonas hydrophila، بما في ذلك النزيف وانتفاخ البطن. تم عزل A. hydrophila من 31.6% من العينات، مع انتشار أعلى في T. zillii (48.3%) مقارنة بـ M. cephalus (15%). كانت الأعضاء الداخلية الأكثر تأثرًا هي الكبد (42.1%) والكلى (36.8%). أظهرت التغيرات الموسمية أعلى انتشار خلال الصيف (44.73%)، على الأرجح بسبب ارتفاع درجات حرارة المياه التي تؤثر على مستويات الإجهاد لدى الأسماك وقابليتها للإصابة.
استخدمت الدراسة كل من الطرق الظاهرية والجزيئية لتحديد البكتيريا، مؤكدة A. hydrophila من خلال تسلسل جين 16S rRNA. أظهر اختبار حساسية المضادات الحيوية معدلات مقاومة عالية لمضادات β-lactams مثل الأمبيسيلين والأوكسيسيلين، بينما لوحظت حساسية لمضادات الفلوروكينولون مثل ليفوفلوكساسين (100% حساسية). أظهر التحليل الجزيئي لجينات المسببة للأمراض أن جين aerolysin (aerA) كان الأكثر انتشارًا بين العزلات، مما يشير إلى إمكانيات مرضية قوية. بالإضافة إلى ذلك، وُجدت علاقة كبيرة بين وجود جينات مقاومة المضادات الحيوية وأنماط المقاومة الظاهرية، مما يبرز الحاجة إلى إدارة دقيقة للمضادات الحيوية في الاستزراع المائي لتقليل مخاطر تطور المقاومة.
DOI: https://doi.org/10.1186/s12917-024-03942-y
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38459543
Publication Date: 2024-03-08
Author(s): Hala F. Ayoub et al.
Primary Topic: Aquaculture disease management and microbiota
Overview
In this study, Aeromonas hydrophila was isolated from Tilapia zillii and Mugil cephalus collected from various locations along the Suez Canal in Egypt across different seasons. The investigation focused on the prevalence of A. hydrophila, its virulence genes, and the antibiotic resistance profiles of the isolates. Out of 120 fish samples, A. hydrophila was identified in 38 samples (31.6%). The isolates exhibited several virulence genes, including aerolysin (aerA) at 57.9%, and demonstrated significant antibiotic resistance, with 100% positivity for the bla_pse1 gene and 63.1% classified as multidrug-resistant (MDR), while 28.9% were extensively drug-resistant (XDR).
The findings indicate a concerning prevalence of A. hydrophila in aquaculture species, alongside a diverse array of antibiotic resistance and virulence genes. This suggests a heightened risk of Aeromonas infections, which poses significant implications for both aquaculture management and public health, particularly due to the illegal use of antibiotics in fish farming. The presence of these antibiotic-resistant strains complicates treatment options for infected fish and raises potential health risks for humans.
Introduction
The introduction of the research paper discusses the significance of the Gram-negative bacterium Aeromonas, particularly Aeromonas hydrophila, as a major pathogen responsible for severe septicemic diseases in fish, leading to substantial economic losses in aquaculture. The pathogenicity of Aeromonas species is attributed to a complex interplay of virulence genes that facilitate bacterial invasion and colonization in host tissues. Key virulence factors identified include various enterotoxins and cytotoxins, which are crucial for understanding the potential pathogenicity of these bacteria.
The paper also highlights the widespread use of antibiotics in aquaculture to combat bacterial infections, which has led to the emergence of antibiotic-resistant strains of Aeromonas. This resistance poses a risk of transferring antimicrobial resistance genes from fish to humans, potentially disrupting beneficial gut microbiota and diminishing the efficacy of antibiotics in treating human diseases. The study aims to evaluate the prevalence of pathogenic A. hydrophila strains isolated from Tilapia zillii and Mugil cephalus in the Suez Canal region of Egypt, focusing on the molecular identification of virulence genes and assessing the presence of multidrug-resistant (MDR) and extensively drug-resistant (XDR) genes. Additionally, pathogenicity tests will be conducted to examine the effects of these isolates on fish survivability and morbidity.
Methods
In this study, the authors employed statistical methods to assess the distribution of data using the Chi-square test. The analyses were conducted utilizing R software, specifically version 4.0.2, with a predetermined significance level set at \( P < 0.05 \). This approach allowed for the evaluation of the relationships within the data, ensuring that findings were statistically robust and reliable.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It typically includes quantitative data, statistical analyses, and visual representations such as graphs or tables to illustrate the outcomes. The results are often compared against the hypotheses or previous studies to highlight significant differences or confirmations.
In this section, the authors may report metrics such as means, standard deviations, p-values, and confidence intervals to substantiate their claims. Additionally, any observed trends or patterns in the data are discussed, providing insights into the implications of the findings within the broader context of the research field. Overall, the results serve as a foundation for the subsequent discussion and conclusions drawn in the paper.
Discussion
In this study, a total of 120 clinically affected fish, comprising 60 Tilapia zillii and 60 Mugil cephalus, were collected from various fish farms in the Suez Canal area of Egypt for bacteriological analysis. The fish exhibited clinical signs consistent with Aeromonas hydrophila infection, including hemorrhages and abdominal distention. A. hydrophila was isolated from 31.6% of the samples, with a higher prevalence in T. zillii (48.3%) compared to M. cephalus (15%). The internal organs most affected were the liver (42.1%) and kidney (36.8%). Seasonal variations indicated the highest prevalence during summer (44.73%), likely due to increased water temperatures affecting fish stress levels and susceptibility to infection.
The study employed both phenotypic and molecular methods for bacterial identification, confirming A. hydrophila through 16S rRNA gene sequencing. Antimicrobial susceptibility testing revealed high resistance rates to β-lactams such as ampicillin and oxacillin, while sensitivity was noted for fluoroquinolones like levofloxacin (100% sensitivity). Molecular analysis of virulence genes showed that the aerolysin gene (aerA) was the most prevalent among isolates, indicating a strong pathogenic potential. Additionally, a significant correlation was found between the presence of antimicrobial resistance genes and phenotypic resistance patterns, highlighting the need for careful antibiotic management in aquaculture to mitigate the risks of resistance development.