USED OF BACTERIOPHAGE COCKTAIL FOR PROTECTING DIARRHEA CAUSED BY MULTIDRUG-RESISTANT Escherichia coli IN SUCKLING PIGLETS

Abstract

This study used bacteriophages (phages) to prevent antibiotic-resistant E. coli-caused disease in suckling piglets. The results of the disk diffusion assay showed that fifty E. coli isolated from diarrheal suckling pigs showed 100% resistance to amoxicillin, 94% to oxytetracycline and neomycin, 70% to sulfamethoxazole-trimethoprim, 56% to gentamicin, 54% to cephalexin, 42% to enrofloxacin, and 28% to colistin. Additionally, only one strain of E. coli was 100% resistant to eight different types of antibiotics, namely VC22. From the phage lytic ability test, bacteriophage WPEC2 showed the most effectiveness by eliminating multidrug-resistance (MDR) E. coli isolates up to 64%, followed by WPEC3, WPEC4, WPEC5, and WPEC1 at 60, 54, 48, and 46%, respectively. After formulation as a bacteriophage cocktail, it significantly reduced the counts of five representative E. coli strains at 6 to 24 h post-phage treatment (p < 0.05). A single dose of the phage cocktail (109 log PFU/mL) could reduce the number of E. coli present in the gastrointestinal tract of suckling piglets by showing 1.33 log-units reduction on days 7 (p<0.05). In addition, the fecal score of the phage treatment group was lower than that of the control group (p<0.05). However, body weight gain (BWG) and average daily gain (ADG) were not significantly different in both groups (p>0.05). These findings suggest that a developed bacteriophage cocktail can be used as an alternative to antibiotics to manage pathogenic E. coli in the gastrointestinal system of pigs and reduce the chance of mortality in suckling piglets.

การศึกษาในครั้งนี้เป็นการใช้แบคเทอริโอเฟจ (เฟจ) เพื่อป้องกันโรคที่มีสาเหตุมาจากเชื้อ E. coli ที่ดื้อยาปฏิชีวนะในลูกสุกรระยะดูดนม จากผลการทดสอบด้วยวิธี disk diffusion พบว่าเชื้อ E. coli จำนวน 50 isolates ที่แยกได้จากลูกสุกรระยะดูดนมที่ท้องเสียแสดงการดื้อต่อยา amoxicillin 100%, oxytetracycline และ neomycin 94%, sulfamethoxazole-trimethoprim 70%, gentamicin 56%, cephalexin 54%, enrofloxacin 42% และ colistin 28% นอกจากนี้เชื้อ E. coli จำนวนหนึ่งสายพันธุ์มีการดื้อต่อยาปฏิชีวนะทั้ง 8 ชนิดโดยคิดเป็น 100% คือ VC22 จากการทดสอบความสามารถในการทำลายเชื้อ แบคเทอริโอเฟจ WPEC2 แสดงให้เห็นประสิทธิภาพสูงสุดในการกำจัดเชื้อ E. coli ที่ดื้อยาหลายชนิดได้มากกว่า 64% ตามมาด้วยแบคเทอริโอเฟจ WPEC3, WPEC4, WPEC5 และ WPEC1 โดยคิดเป็น 60 54 48 และ 46% ตามลำดับ หลังจากผสมเป็นสารผสมแบคเทอริโอเฟจ สารผสมดังกล่าวสามารถลดเชื้อ E. coli จำนวน 5 สายพันธุ์ที่ใช้เป็นตัวแทนการดื้อยาปฏิชีวนะได้อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในชั่วโมงที่ 6 ถึงชั่วโมงที่ 24 หลังจากมีการใช้แบคเทอริโอเฟจ (p<0.05) การให้สารผสมแบคเทอริโอเฟจครั้งเดียว (109 PFU/mL) สามารถลดจำนวนเชื้อ E. coli ในทางเดินอาหารของลูกสุกรระยะดูดนมลงได้ 1.33 log-units ในวันที่ 7 (p<0.05) นอกจากนี้คะแนนอุจจาระของกลุ่มที่ได้รับแบคเทอริโอเฟจยังต่ำกว่ากลุ่มควบคุม (p<0.05) อย่างไรก็ตาม body weight gain (BWG) และ average daily gain (ADG) ไม่มีความแตกต่างทางสถิติทั้งสองกลุ่ม (p>0.05) จากการศึกษาครั้งนี้พบว่าสารผสมแบคเทอริโอเฟจที่พัฒนาขึ้นสามารถนำมาใช้เป็นทางเลือกทดแทนยาปฏิชีวนะในการจัดการเชื้อ E. coli ที่ก่อโรคในระบบทางเดินอาหารของสุกรและลดอัตราการตายในลูกสุกรระยะดูดนมได้