Видовое разнообразие микроорганизмов и распространение антибиотикорезистентных энтеробактерий на молочных фермах

Введение. Бактериальные сообщества существенно влияют на общую производительность сельскохозяйственных предприятий, от них зависит здоровье животных, производство молока, качество и безопасность пищевых продуктов. Зоонозные бактерии не только оказывают негативное воздействие на благополучие животных, но и представляют риск для общественного здравоохранения, поэтому мониторинг видового разнообразия микроорганизмов на молочных фермах для определения преобладающих видов возбудителей и профилей антибиотикорезистентности имеет важное значение.

Цель исследования. Изучение видового разнообразия бактериальных сообществ на молочной ферме и мониторинг распространения антибиотикорезистентности у изолятов Escherichia coli и Proteus mirabilis для своевременной разработки мер по сдерживанию распространения устойчивых к антибактериальным препаратам микроорганизмов.

Материалы и методы. Для достижения поставленной цели проводили идентификацию микроорганизмов методом MALDI-ToF масс-спектрометрии и определяли антибиотикочувствительность выделенных культур с помощью диско-диффузионного метода.

Результаты. Установлено видовое разнообразие микроорганизмов, выделенных из проб экссудата c поверхности ран конечностей крупного рогатого скота, фекалий и образцов корма. Преобладающими микроорганизмами оказались оппортунистические и патогенные Escherichia coli и Proteus mirabilis, для них определены профили антибиотикорезистентности. Один из изолятов Escherichia coli был мультирезистентным, только комбинация амоксициллина и клавулановой кислоты проявила эффективность в подавлении роста данной культуры. Большая доля изолятов Proteus mirabilis обладала устойчивостью к препаратам из группы фторхинолонов и чувствительностью ко всем остальным исследованным антибактериальным средствам.

Заключение. Отмечены факторы, влияющие на видовое разнообразие микроорганизмов в раневом экссудате, фекалиях и кормах. Определение профилей антибиотикорезистентности энтеробактерий позволит провести ротацию антибактериальных препаратов в исследованных животноводческих организациях.

1. Perdomo A., Calle A. Assessment of microbial communities in a dairy farm from a food safety perspective. International Journal of Food Microbiology. 2024; 423:110827. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2024.110827

2. Tyrrell C., Burgess C. M., Brennan F. P., Münzenmaier D., Drissner D., Leigh R. J., Walsh F. Genomic analysis of antimicrobial resistant Escherichiacoli isolated from manure and manured agricultural grasslands. NPJ Antimicrobials and Resistance. 2025; 3:8. https://doi.org/10.1038/s44259-025-00081-8

3. Mahmud B., Vargas R. C., Sukhum K. V., Patel S., Liao J., Hall L. R., et al. Longitudinal dynamics of farmer and livestock nasal and faecal microbiomes and resistomes. Nature Microbiology. 2024; 9: 1007–1020. https://doi.org/10.1038/s41564-024-01639-4

4. Veloo Y., Rajendiran S., Zakaria Z., Ismail R., Rahman S. A., Mansor R., Thahir S. S. A. Prevalence and antimicrobial resistance patterns of Escherichia coli in the environment, cow dung, and milk of Selangor dairy farms. Antibiotics. 2025; 14 (2):137. https://doi.org/10.3390/antibiotics14020137

5. Liu L., Dong Z., Ai S., Chen S., Dong M., Li Q., et al. Virulence-related factors and antimicrobial resistance in Proteus mirabilis isolated from domestic and stray dogs. Frontiers in Microbiology. 2023; 14:1141418. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1141418

6. Al-Qurashi E., Elbnna K., Ahmad I., Abulreesh H. H. Antibiotic resistance in Proteus mirabilis: mechanism, status, and public health significance. Journal of Pure and Applied Microbiology. 2022; 16 (3): 1550–1561. https://doi.org/10.22207/JPAM.16.3.59

7. Liegenfeld S. C., Stenzel S., Rembe J.-D., Dittmer M., Ramos P., Stuermer E. K. Pathogenic and non-pathogenic microbes in the wound microbiome – how to flip the switch. Microbiology Research. 2025; 16 (2):39. https://doi.org/10.3390/microbiolres16020039

8. Chalmers G., Anderson R. E. V., Murray R., Topp E., Boerlin P. Characterization of Proteus mirabilis and associated plasmids isolated from anaerobic dairy cattle manure digesters. PloS ONE. 2023; 18 (8):e0289703. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0289703

9. Rzewuska M., Kwiecień E., Chrobak-Chmiel D., Kizerwetter-Świda M., Stefańska I., Gieryńska M. Pathogenicity and virulence of Trueperella pyogenes: a review. International Journal of Molecular Sciences. 2019; 20 (11):2737. https://doi.org/10.3390/ijms20112737

10. Lee H. K., Walls G., Anderson G., Sullivan C., Wong C. A. Prolonged Bacteroides pyogenes infection in a patient with multiple lung abscesses. Respirology Case Reports. 2024; 12 (3):e01314. https://doi.org/10.1002/rcr2.1314

11. Cunha F., Jeon S. J., Jeong K. C., Galvão K. N. Draft genome sequences of Bacteroides pyogenes strains isolated from the uterus of Holstein dairy cows with metritis. Microbiology Resource Announcements. 2019; 8 (41):e01043-19. https://doi.org/10.1128/MRA.01043-19

12. Pyakurel S., Caddey B. J., Dias A. P., De Buck J., Morck D. W., Orsel K. Profiling bacterial communities in feedlot cattle affected with bovine foot rot and bovine digital dermatitis lesions using 16S rRNA gene sequencing and quantitative real-time PCR. BMC Microbiology. 2025; 25:158. https://doi.org/10.1186/s12866-025-03869-w

13. Awoyomi O. J., Oyewusi J. A., Talabi A. O., Oyewusi I. K., Biobaku K. T., Mustapha O. A., Agbaje M. Isolation of Aeromonas hydrophila in a case of wound infection in cattle in Nigeria. Nigerian Journal of Animal Production. 2014; 41 (1): 213–219. https://doi.org/10.51791/njap.v41i1.2726

14. Kabelitz T., Aubry E., van Vorst K., Amon T., Fulde M. The role of Streptococcus spp. in bovine mastitis. Microorganisms. 2021; 9 (7):1497. https://doi.org/10.3390/microorganisms9071497

15. Corrêa P. S., Jimenez C. R., Mendes L. W., Rymer C., Ray P., Gerdes L., et al. Taxonomy and functional diversity in the fecal microbiome of beef cattle reared in Brazilian traditional and semi-intensive production systems. Frontiers in Microbiology. 2021; 12:768480. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.768480

16. Auffret M. D., Dewhurst R. J., Duthie C. A., Rooke J. A., Wallace R. J., Freeman T. C., et al. The rumen microbiome as a reservoir of antimicrobial resistance and pathogenicity genes is directly affected by diet in beef cattle. Microbiome. 2017; 5:159. https://doi.org/10.1186/s40168-017-0378-z

17. Abegewi U. A., Esemu S. N., Ndip R. N., Ndip L. M. Prevalence and risk factors of coliform-associated mastitis and antibiotic resistance of coliforms from lactating dairy cows in North West Cameroon. PloS ОNE. 2022; 17 (7):e0268247. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0268247

18. Yamamura F., Sugiura T., Munby M., Shiokura Y., Murata R., Nakamura T., et al. Relationship between Escherichia coli virulence factors, notably kpsMTII, and symptoms of clinical metritis and endometritis in dairy cows. Journal of Veterinary Medical Science. 2022; 84 (3): 420–428. https://doi.org/10.1292/jvms.21-0586

19. Driehuis F., Wilkinson J. M., Jiang Y., Ogunade I., Adesogan A. T. Silage review: Animal and human health risks from silage. Journal of Dairy Science. 2018; 101 (5): 4093–4110. https://doi.org/10.3168/jds.2017-13836

20. Elad D., Shpigel N. Y., Winkler M., Klinger I., Fuchs V., Saran A., Faingold D. Feed contamination with Candida krusei as a probable source of mycotic mastitis in dairy cows. Journal of the American Veterinary Medical Association. 1995; 207 (5): 620–622. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/7649779

21. Zhai J., Wang B., Sun Y., Yang J., Zhou J., Wang T., et al. Effects of Aspergillus niger on cyanogenic glycosides removal and fermentation qualities of ratooning sorghum. Frontiers in Microbiology. 2023; 14:1128057. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1128057

22. Seyedmousavi S., Guillot J., Arné P., de Hoog G. S., Mouton J. W., Melchers W. J. G., Verweij P. E. Aspergillus and aspergilloses in wild and domestic animals: a global health concern with parallels to human disease. Medical Mycology. 2015; 53 (8): 765–797. https://doi.org/10.1093/mmy/myv067

23. Manishimwe R., Moncada P. M., Bugarel M., Scott H. M., Loneragan G. H. Antibiotic resistance among Escherichia coli and Salmonella isolated from dairy cattle feces in Texas. PloS ONE. 2021; 16 (5):e0242390. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242390

24. Alharbi N. S., Khaled J. M., Kadaikunnan S., Alobaidi A. S., Sharafaddin A. H., Alyahya S. A., et al. Prevalence of Escherichia coli strains resistance to antibiotics in wound infections and raw milk. Saudi Journal of Biological Sciences. 2019; 26 (7): 1557–1562. https://doi.org/10.1016/j.sjbs.2018.11.016

25. Sarwar A., Aslam B., Mahmood S., Muzammil S., Siddique A. B., Sarwar F., et al. Distribution of multidrug-resistant Proteusmirabilis in poultry, live-stock, fish, and the related environment: One Health heed. Veterinary World. 2025; 18 (2): 446–454. https://doi.org/10.14202/vetworld.2025.446-454

26. Кривоногова А. С., Донник И. М., Исаева А. Г., Логинов Е. А., Петропавловский М. В., Беспамятных Е. Н. Антибиотикорезистентность Enterobacteriaceae в микробиомах цыплят-бройлеров. Техника и технология пищевых производств. 2023; 53 (4): 710–717. https://doi.org/10.21603/2074-9414-2023-4-2472