img
img
İnek Sütünde AmpC ve Geniş Spektrumlu Beta-Laktamaz Üreten Escherichia coli'nin Varlığı ve Karakterizasyonu
Tez Türü Doktora
Ülke Türkiye
Kurum/Üniversite Kafkas Üniversitesi
Enstitü Sağlık Bilimleri Enstitüsü
Anabilimdalı Gıda Hijyeni ve Üretimi Ana Bilim Dalı
Tez Onay Yılı 2025
Öğrenci Adı ve Soyadı Gönül Damla BÜYÜK
Tez Danışmanı PROF. DR. NEBAHAT BİLGE
Türkçe Özet Bu tez çalışmasında, Kars İli sınırları içerisinde yer alan ve süt sığırı yetiştiriciliği yapan işletmelerden elde edilen çiğ sütlerde AmpC ve Geniş Spektrumlu β-laktamaz (GSBL) üreten Escherichia coli varlığının araştırılması, çoklu ilaç direnci (multi drug resistance, MDR) özelliklerinin ve yaygın β-laktamaz direnci genlerinin belirlenmesi, filogruplandırılması ve hastalığa neden olma potansiyeli açısından önemli kabul edilen virülans genlerinin saptanması amaçlandı. Çalışma materyalini, 519 adet çiğ süt örneği oluşturdu. Çalışmada ayrıca işletme sahiplerine yüz yüze uygulanmak üzere E. coli bulaşı ve yaygınlığı için olası risk faktörlerinin değerlendirilmesi açısından anket soruları yöneltildi. Laboratuvara getirilen numunelerden E. coli izolasyonu için in vitro kültürel analiz yöntemi kullanıldı. Elde edilen izolatlar fenotipik ve moleküler yöntemlerle doğrulandı. E. coli olarak identifiye edilen izolatların 16 farklı antibiyotiğe karşı duyarlılık durumları, çoklu ilaç direnci özellikleri ile AmpC ve Geniş Spektrumlu β-laktamaz üretimi özelliklerini belirlemek amacıyla Kirby-Bauer ve kombine disk difüzyon yöntemleri kullanıldı. Ardından PCR ile β-laktamaz enzim üretimini sağlayan genlerin varlığı yönünden analiz edildi. Bu testleri takiben E. coli izolatları, filogruplarının belirlenmesi ve enterik patotipleri için tanımlanan lt, st, stx1, stx2, bfpA ve eaeA virülans genlerinin varlığı yönünden PCR ile analiz edildi. Çalışmada analiz edilen 519 çiğ süt örneğinin 108'inden (%20,8) E. coli identifikasyonu gerçekleştirildi. E. coli izolatlarının tetrasiklin (%26,35), ampisilin (%23,26), kloramfenikol (%8,53), sefpodoksim (%8,53), aztreonam (%6,98), nalidiksik asit (%6,20), siprofloksasin (%5,43), levofloksasin (%4,65), norfloksasin (%4,65), seftazidim (%3,10), seftriakson (%2,33), sefotaksim (%2,33), sefuroksim (%1,55), gentamisin (%0,78) ve imipeneme (%0,78) değişen oranlarda direnç gösterdiği belirlendi. İzolatların tümü sefoksitine karşı duyarlı bulundu. Ayrıca E. coli izolatlarının 5'inde (%3,88) fenotipik testlerle GSBL pozitifliği saptanmış olup, bu izolatların 2'sinde (%40) aynı zamanda çoklu ilaç direncine (MDR) rastlanıldı. Çalışmada 16 antibiyotikten en az birine direnç gösteren, MDR profiline sahip olan ve/veya Geniş Spektrumlu -laktamaz üretimi yönünden pozitif olarak değerlendirilen 42 E. coli izolatı seçilerek -laktamaz üretiminden sorumlu genler, filogruplandırma ve virülans genlerinin varlığı yönünden PCR yöntemleri ile analiz edildi. PCR analizi sonucu E. coli izolatlarının 41'inde (%97,62) blaTEM geni saptanırken, hiçbirinin blaSHV, blaCTX-M, blaOXA-2 ve blaAmpC genlerini taşımadığı belirlendi. Filogruplandırma sonucu E. coli izolatlarının %30,95'i profil A, %35,71'i profil B1, %2,38'i profil B2, %11,9'u profil C ve %19'u profil E özellikte olduğu belirlendi. E. coli izolatlarının tamamı analiz edilen virülans genleri yönünden negatif saptandı. Olası risk faktörlerinin değerlendirilmesine yönelik yapılan anket verileri üzerinde gerçekleştirilen istatistiksel analizler sonucunda, işletme sahiplerinin sağım sırasında meme başı hijyenini yeterli düzeyde sağlamadığı, hasta hayvanları tedavi süresince sağlıklı hayvanlarla aynı ortamda barındırdığı, tedavi altındaki hayvanlara ait sütleri imha etmediği ve antibiyotik kalıntısı içeren sütleri canlıların tüketimine sunduğu belirlenmiştir. Ayrıca, işletme sahibi ve/veya çalışanlarının, tedavi gören hayvanların sütlerinde ilaç kalıntısı bulunmasının çevre, diğer hayvanlar ve insan sağlığı açısından oluşturabileceği riskler konusunda yeterli farkındalığa sahip olmadığı tespit edilmiştir. Elde edilen bulgular, çiğ süt ürünlerinin halk sağlığı açısından düzenli izlenmesi gerektiğini, özellikle GSBL ve MDR taşıyan E. coli izolatlarının yayılımının önlenebilmesi adına hijyen uygulamaları ile antibiyotik kullanım protokollerinin yeniden değerlendirilmesinin gerekliliğini ortaya koymaktadır.
İlgilizce Özet In this thesis study, it was aimed to investigate the presence of Escherichia coli producing AmpC and Extended-Spectrum β-lactamases (ESBL) in raw milk samples obtained from farms engaged in dairy cattle breeding within the borders of Kars Province, to determine the multidrug resistance (MDR) characteristics and common β-lactamase resistance genes, to perform phylogrouping, and to detect virulence genes considered significant in terms of the potential to cause disease. The study material consisted of 519 raw milk samples. In addition, survey questions were directed to farm owners to evaluate potential risk factors for E. coli contamination and prevalence through face-to-face interviews. For the isolation of E. coli, in vitro cultural analysis methods were used on the samples brought to the laboratory. The obtained isolates were confirmed by phenotypic and molecular methods. In order to determine the susceptibility of the isolates identified as E. coli to 16 different antibiotics, their multidrug resistance characteristics, and their capacity for AmpC and ESBL production, the Kirby-Bauer and combine disc diffusion methods was employed. Subsequently, PCR was used to analyze the presence of genes responsible for β-lactamase enzyme production. Following these tests, E. coli isolates were also analyzed by PCR for the determination of their phylogroups and for the presence of virulence genes (lt, st, stx1, stx2, bfpA, and eaeA) defined for enteric pathotypes. As a result of the study, E. coli was identified in 108 out of the 519 raw milk samples analyzed (20.8%). It was determined that the E. coli isolates exhibited resistance at varying rates to tetracycline (26.35%), ampicillin (23.26%), chloramphenicol (8.53%), cefpodoxime (8.53%), aztreonam (6.98%), nalidixic acid (6.20%), ciprofloxacin (5.43%), levofloxacin (4.65%), norfloxacin (4.65%), ceftazidime (3.10%), ceftriaxone (2.33%), cefotaxime (2.33%), cefuroxime (1.55%), gentamicin (0.78%), and imipenem (0.78%). All isolates were found to be susceptible to cefoxitin. Furthermore, ESBL positivity was detected in 5 (3.88%) of the E. coli isolates by phenotypic tests, and among these, 2 isolates (40%) were also found to exhibit multidrug resistance (MDR). A total of 42 E. coli isolates that showed resistance to at least one of the 16 antibiotics, had MDR profiles, and/or were positive for ESBL production, were selected and analyzed by PCR for the presence of β-lactamase genes, phylogroup classification, and virulence genes. As a result of PCR analysis, the blaTEM gene was detected in 41 (97.62%) of the E. coli isolates, while none of the isolates harbored the blaSHV, blaCTX-M, blaOXA-2, or blaAmpC genes. According to the phylogroup classification, 30.95% of the isolates belonged to group A, 35.71% to group B1, 2.38% to group B2, 11.9% to group C, and 19% to group E. All E. coli isolates were found to be negative for the analyzed virulence genes. As a result of statistical analyses conducted on the survey data aimed at evaluating potential risk factors, it was determined that farm owners did not adequately ensure teat hygiene during milking, housed sick animals together with healthy ones during treatment periods, failed to dispose of milk from treated animals, and made milk containing antibiotic residues available for consumption by living beings. Moreover, it was found that the farm owners and/or workers lacked sufficient awareness of the risks that the presence of drug residues in the milk of treated animals could pose to the environment, other animals, and human health. The findings obtained highlight the necessity of regular monitoring of raw milk products in terms of public health and emphasize the need to re-evaluate hygiene practices and antibiotic usage protocols, particularly to prevent the dissemination of E. coli isolates carrying ESBL and MDR profiles.