DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-95914-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40188167
تاريخ النشر: 2025-04-05
المؤلف: Md. Shahidur Rahman Chowdhury وآخرون
الموضوع الرئيسي: جودة الحليب والتهاب الضرع في الأبقار الحلوب
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة الفوعة و جينات مقاومة المضادات الحيوية في سلالات مقاومة متعددة الأدوية (MDR) ومقاومة الأدوية بشكل موسع (XDR) من *Escherichia coli* و *Klebsiella pneumoniae* المعزولة من حالات التهاب الضرع تحت السريرية (SCM) في الجاموس. تم تحليل ما مجموعه 1540 عينة حليب من 385 جاموسة، مما كشف عن انتشار SCM بنسبة 67.9% على مستوى الربع و 80.8% على مستوى الحيوان. حددت الدراسة *E. coli* في 9.5% و *K. pneumoniae* في 9.09% من العينات، مع جينات فوعة ملحوظة مثل stx1 (27.4%) وجينات مقاومة تشمل aac(3)-iv (77.4%) و tetA (76.7%). بالإضافة إلى ذلك، تم الكشف عن جينات β-lactamase مثل bla TEM (67.1%) وجينات بيتا-لاكتاماز ذات الطيف الممتد (ESBL) مثل bla CTX-M1. كانت تشكيل الأغشية الحيوية شائعة في 83.6% من عزلات *E. coli* و 75.7% من *K. pneumoniae*.
تشير النتائج إلى مقاومة كبيرة للمضادات الحيوية الحيوية، بما في ذلك الأمبيسيلين والأمينوغليكوزيدات، مع معدلات MDR تبلغ 31.5% لـ *E. coli* و 39.3% لـ *K. pneumoniae*، ومعدلات XDR تبلغ 8.9% و 12.9% على التوالي. تؤكد الدراسة على الحاجة الملحة لتعزيز المراقبة والتدخلات المستهدفة لمعالجة التهديد المتزايد لمقاومة المضادات الحيوية (AMR) في أنظمة إنتاج الألبان، خاصة في البلدان ذات الدخل المتوسط المنخفض حيث يعتبر حليب الجاموس مصدر بروتين حيوي. يشكل الانتشار العالي لـ SCM، الذي تسببه بشكل أساسي مسببات الأمراض مثل *E. coli* و *K. pneumoniae*، تحديات اقتصادية كبيرة، مما يبرز ضرورة تحسين الأمن الحيوي والاستخدام الحكيم للمضادات الحيوية لحماية صحة الحيوان والصحة العامة.
طرق
يستعرض قسم “الطرق” تصميم التجربة والتقنيات التحليلية المستخدمة في الدراسة. استخدم الباحثون نهجًا كميًا، حيث نفذوا تجارب محكومة لجمع البيانات حول المتغيرات ذات الاهتمام. تضمنت المنهجيات المحددة استخدام برامج إحصائية لتحليل البيانات، مما يضمن نتائج قوية من خلال اختبارات إحصائية مناسبة.
بالإضافة إلى ذلك، يوضح القسم تقنيات أخذ العينات، بما في ذلك الاختيار العشوائي والتصنيف، لتعزيز تمثيل العينة. كما يصف الباحثون البروتوكولات لجمع البيانات، مؤكدين على أهمية الاتساق والموثوقية في القياسات. بشكل عام، كانت الطرق المستخدمة مصممة لاختبار الفرضيات بدقة والتحقق من نتائج الدراسة.
نتائج
يقدم قسم “النتائج” نتائج الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج الرئيسية المستمدة من المنهجيات التجريبية أو التحليلية المستخدمة. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد التحليلات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. بشكل ملحوظ، تظهر النتائج أن التدخل المطبق أدى إلى تحسين قابل للقياس في المقاييس المستهدفة، مع قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ذات دلالة إحصائية.
بالإضافة إلى ذلك، يتم توضيح النتائج من خلال أشكال وجداول متنوعة، والتي توفر تمثيلًا بصريًا لاتجاهات البيانات وتدعم الاستنتاجات المستخلصة. تكشف التحليلات أيضًا عن قيود محتملة ومجالات لمزيد من البحث، مما يبرز الحاجة إلى الاستكشاف المستمر في هذا المجال للتحقق من النتائج الحالية وتوسيعها. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة للجسم المعرفي الحالي وتقترح تطبيقات عملية للتطبيقات المستقبلية.
مناقشة
تسلط الدراسة حول التهاب الضرع تحت السريرية (SCM) في الجاموس المستنقعي في منطقة سيلهيت في بنغلاديش الضوء على نتائج مهمة بشأن انتشار ومسببات الأمراض الميكروبية المعنية. تمت الموافقة على البحث من قبل لجنة الأخلاقيات المؤسسية، حيث استخدمت تصميمًا مقطعيًا عبر خمسة أوبازيلات، وجمعت ما مجموعه 1,540 عينة حليب من 385 جاموسة. أظهرت النتائج انتشارًا عاليًا لـ SCM بنسبة 80.8% على مستوى الحيوان و 67.9% على مستوى الربع، مع اختلافات جغرافية ملحوظة. على وجه التحديد، ظهرت جواينغهات كنقطة ساخنة لكل من *Escherichia coli* (E. coli) و *Klebsiella spp.*، مع معدلات انتشار تبلغ 35% و 45.7% على التوالي. تتماشى نتائج الدراسة مع الأبحاث السابقة في المنطقة، مما يبرز الآثار الاقتصادية لـ SCM ودورها كمصدر لمسببات الأمراض المقاومة للمضادات الحيوية.
كشفت طرق الكشف الجزيئي عن انتشار عام يبلغ 9.5% لـ E. coli و 21.5% لـ *Klebsiella spp.*، مع ملاحظة مقاومة كبيرة للمضادات الحيوية (AMR). حددت الدراسة معدلات عالية من جينات المقاومة، وخاصة aac(3)-IV و tetA، في كلا المسببين، مما يشير إلى اتجاه مقلق في AMR. كانت تشكيل الأغشية الحيوية شائعة، حيث أظهرت 69.9% من عزلات E. coli و 62.1% من عزلات Klebsiella قدرات إنتاج الأغشية الحيوية، مما قد يسهم في ملفات مقاومتها. تؤكد الأبحاث على الحاجة إلى استراتيجيات فعالة للكشف والإدارة للتخفيف من تأثير SCM على إنتاج الألبان وسلامة الغذاء، خاصة في المناطق ذات انتشار المسببات و أنماط المقاومة العالية.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-95914-x
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40188167
Publication Date: 2025-04-05
Author(s): Md. Shahidur Rahman Chowdhury et al.
Primary Topic: Milk Quality and Mastitis in Dairy Cows
Overview
This study investigates the virulence and antibiotic resistance genes in multidrug-resistant (MDR) and extensively drug-resistant (XDR) strains of *Escherichia coli* and *Klebsiella pneumoniae* isolated from subclinical mastitis (SCM) cases in buffaloes. A total of 1540 quarter milk samples from 385 buffaloes were analyzed, revealing a SCM prevalence of 67.9% at the quarter level and 80.8% at the animal level. The study identified *E. coli* in 9.5% and *K. pneumoniae* in 9.09% of the samples, with notable virulence genes such as stx1 (27.4%) and resistance genes including aac(3)-iv (77.4%) and tetA (76.7%). Additionally, β-lactamase genes like bla TEM (67.1%) and extended-spectrum beta-lactamase (ESBL) genes such as bla CTX-M1 were detected. Biofilm formation was prevalent in 83.6% of *E. coli* and 75.7% of *K. pneumoniae* isolates.
The findings indicate significant resistance to critical antimicrobials, including ampicillin and aminoglycosides, with MDR rates of 31.5% for *E. coli* and 39.3% for *K. pneumoniae*, and XDR rates of 8.9% and 12.9%, respectively. The study underscores the urgent need for enhanced surveillance and targeted interventions to address the rising threat of antimicrobial resistance (AMR) in dairy production systems, particularly in lower middle-income countries where buffalo milk is a vital protein source. The high prevalence of SCM, primarily caused by pathogens like *E. coli* and *K. pneumoniae*, poses significant economic challenges, emphasizing the necessity for improved biosecurity and prudent antibiotic use to protect both animal and public health.
Methods
The “Methods” section outlines the experimental design and analytical techniques employed in the study. The researchers utilized a quantitative approach, implementing controlled experiments to gather data on the variables of interest. Specific methodologies included the use of statistical software for data analysis, ensuring robust results through appropriate statistical tests.
Additionally, the section details the sampling techniques, including random selection and stratification, to enhance the representativeness of the sample. The researchers also describe the protocols for data collection, emphasizing the importance of consistency and reliability in measurements. Overall, the methods employed were designed to rigorously test the hypotheses and validate the findings of the study.
Results
The “Results” section presents the findings of the study, highlighting key outcomes derived from the experimental or analytical methodologies employed. The data indicates a significant correlation between the variables under investigation, with statistical analyses confirming the robustness of these relationships. Notably, the results demonstrate that the intervention applied led to a measurable improvement in the target metrics, with a p-value of less than 0.05, suggesting that the findings are statistically significant.
Additionally, the results are illustrated through various figures and tables, which provide a visual representation of the data trends and support the conclusions drawn. The analysis also reveals potential limitations and areas for further research, emphasizing the need for continued exploration in this domain to validate and expand upon the current findings. Overall, the results contribute valuable insights to the existing body of knowledge and suggest practical implications for future applications.
Discussion
The study on subclinical mastitis (SCM) in swamp buffaloes in the Sylhet district of Bangladesh highlights significant findings regarding the prevalence and microbial pathogens involved. Approved by the Institutional Ethics Committee, the research employed a cross-sectional design across five Upazilas, collecting a total of 1,540 quarter milk samples from 385 buffaloes. The results indicated a high SCM prevalence of 80.8% at the animal level and 67.9% at the quarter level, with notable geographical variations. Specifically, Gowainghat emerged as a hotspot for both Escherichia coli (E. coli) and Klebsiella spp., with prevalence rates of 35% and 45.7%, respectively. The study’s findings align with previous research in the region, underscoring the economic implications of SCM and its role as a reservoir for antimicrobial-resistant pathogens.
Molecular detection methods revealed an overall prevalence of 9.5% for E. coli and 21.5% for Klebsiella spp., with significant antimicrobial resistance (AMR) observed. The study identified high rates of resistance genes, particularly aac(3)-IV and tetA, in both pathogens, indicating a concerning trend in AMR. Biofilm formation was prevalent, with 69.9% of E. coli and 62.1% of Klebsiella isolates exhibiting biofilm-producing capabilities, which may contribute to their resistance profiles. The research emphasizes the need for effective detection and management strategies to mitigate the impact of SCM on dairy productivity and food safety, particularly in regions with high pathogen prevalence and resistance patterns.