Escherichia coli Penghasil ESßL pada Peternakan Terintegrasi Ayam dan Ikan: Profil Resistansi, Karakterisasi Gen serta Pengendaliannya

Abstract

Escherichia coli (E. coli) penghasil extended spectrum ß lactamases (ESßL) telah meluas menjadi masalah dalam kesehatan manusia, hewan dan lingkungan. Keberadaan E. coli penghasil ESßL pada peternakan dengan sistem pemeliharaan terintegrasi ayam dan ikan dapat meningkatkan potensi penyebaran E. coli penghasil ESßL pada ayam, ikan, air kolam, dan manusia. Studi ini bertujuan menganalisis keberadaan dan profil resistansi E. coli penghasil ESßL, karakterisasi gen blaTEM, blaCTX-M, blaSHV, dan blaOXA-48 serta mengidentifikasi faktor risiko keberadaan E. coli penghasil ESßL pada peternakan terintegrasi ayam dan ikan di Kabupaten Bogor. Selain itu, penelitian ini bertujuan menguji efektifitas air perasan jeruk nipis dan belimbing wuluh untuk mengeliminasi E. coli penghasil ESßL pada ikan lele. Cakupan penelitian meliputi: (1) isolasi dan identifikasi keberadaan E. coli penghasil ESßL pada ayam, ikan, air kolam, dan manusia; (2) karakterisasi gen penyandi E. coli penghasil ESßL; (3) pengujian resistansi E. coli penghasil ESßL terhadap antibiotik; (4) identifikasi faktor risiko keberadaan E. coli penghasil ESßL di peternakan terintegrasi ayam dan ikan; dan (5) dekontaminasi E. coli penghasil ESßL pada ikan lele. Sampel berasal dari enam peternakan terintegrasi ayam dan ikan di Kabupaten Bogor, sehingga diperoleh sampel sebanyak 256 yang diambil dari 175 sampel usap kloaka ayam, sampel air dari enam kolam, 60 sampel usap kulit ikan, dan 15 sampel usap tangan pekerja/ peternak. Isolasi dan identifikasi E. coli penghasil ESßL menggunakan media TBX dan media MCA, dilanjutkan uji biokimia indol dan SIM. Karakterisasi gen penyandi ESßL blaTEM, blaCTX-M, blaSHV, dan blaOXA-48 menggunakan metode taqman probe qPCR. Pengujian sensitivitas isolat teridentifikasi positif E. coli penghasil ESßL terhadap antibiotik menggunakan metode difusi Kirby–Bauer, antibiotik yang digunakan yaitu, streptomisin (S) 10 µg, trimetoprim-sulfametoksasol (SXT) 10 µg, eritromisin (E) 10 µg, doksisiklin (DO) 10 µg, gentamisin (CN) 10 µg, tetrasiklin (TE) 10 µg, dan enrofloksasin (ENR) 10 µg. Faktor risiko keberadaan E. coli penghasil ESßL pada peternakan terintegrasi ayam dan ikan diidentifikasi menggunakan kuesioner meliputi aspek karakteristik peternak, manajemen pemeliharaan ternak, dan manajemen pemberian antibiotik. Variabel dependent pada analisis ini adalah status kejadian resistansi E. coli penghasil ESßL pada ayam di peternakan terintegrasi ayam dan ikan yang menjadi lokasi pengambilan sampel. Upaya dekontaminasi E. coli penghasil ESßL pada ikan lele menggunakan bahan alami yang biasa digunakan untuk memasak dan mudah ditemukan di Indonesia, yaitu jeruk nipis dan belimbing wuluh. Sebanyak enam ekor ikan lele diberi E. coli penghasil ESßL, selanjutnya dibagi menjadi dua kelompok, yaitu 3 ekor (@ 125 g) menggunakan perasan jeruk nipis dan 3 ekor sisanya menggunakan belimbing wuluh. Jumlah E. coli penghasil ESßL sebelum dan setelah dekontaminasi dihitung menggunakan metode hitungan cawan.

Hasil studi ini mendapatkan 98 isolat E. coli positif penghasil ESßL dari 145 isolat E. coli (67,59%). Gen blaTEM dan blaCTX-M teridentifikasi 100% pada kloaka ayam, kulit ikan, air kolam, dan tangan pekerja/ peternak. Secara berurutan gen blaSHV ditemukan pada kloaka ayam (12,5%) dan kulit ikan (40%). Gen blaOXA-48 teridentifikasi pada kloaka ayam (13,9%), air kolam (33,3%), dan kulit ikan (61,9%). Pada 98 isolat E. coli penghasil ESßL terdapat 93 isolat (94,9%) resistan terhadap 3–6 kelas antibiotik yang berbeda, menandakan adanya multidrug resistance (MDR) dengan pola resistansi yang bervariasi. Pola MDR E. coli penghasil ESßL yang paling umum asal kloaka ayam yaitu S, CN, E, ENR, SXT; asal kulit ikan S, TE, DO, E, ENR, SXT; asal tangan peternak/pekerja CN, DO, E, ENR, SXT dan asal air kolam S, CN, E, ENR, SXT. Faktor risiko E. coli penghasil ESßL pada sistem peternakan terintegrasi ayam dan ikan di Kabupaten Bogor dipengaruhi oleh lama pengalaman beternak (OR = 1,627; CI 95% = 0,969–2,730), arah kandang (OR = 2,133; CI 95% = 1,078–4,223), jenis ayam (OR = 1,846; CI 95% = 1,100–3,098), perbandingan antara luas kandang dan luas kolam (OR = 3,223; CI 95% = 1,727–6,016), tujuan pemberian antibiotik (OR = 7,358; CI 95% = 1,686–32,118), program pemberian antibiotik (OR = 7,358; CI 95% = 1,686–32,118), dan dosis pemberian antibiotik (OR = 2,133 ; CI 95% = 1,078–4,223) serta rotasi penggunaan jenis antibiotik (OR = 3,223; CI 95% = 1,727–6,016). Dekontaminasi E. coli penghasil ESßL pada ikan lele menggunakan perasan jeruk nipis dan belimbing wuluh efektif mampu menurunkan jumlah E. coli penghasil ESßL, secara berurutan sebesar log 3,88 CFU/g dan log 3,80 CFU/g. Gen blaTEM dan blaCTX-M dominan ditemukan pada semua isolat asal kloaka ayam, kulit ikan, air kolam, dan tangan peternak/pekerja, yang diikuti oleh blaSHV dan blaOXA-48 pada peternakan terintegrasi ayam dan ikan di Kabupaten Bogor. Gen resistan yang terdeteksi pada semua isolat E. coli penghasil ESßL menggambarkan risiko penyebaran gen resistan antibiotik yang tidak terbatas di ayam saja, namun telah menyebar luas ke lingkungan dan manusia. Gen tersebut dapat membawa dan menyebarkan sifat resistansi antibiotik ke bakteri lain yang patogen maupun non-patogen. Tingginya keberadaan E. coli penghasil ESßL pada penelitian ini berpotensi mempercepat kejadian MDR, karena gen yang mengode ESßL sering ditemukan pada plasmid dan disimpan dalam transposon atau urutan penyisipan yang memungkinkan mempercepat dalam penyebarannya. Gen resistan antibiotik yang berasal dari plasmid dan mobile genetic element (MGE) lainnya merupakan salah satu tantangan tersulit dalam pengendalian penyebaran resistansi antibiotik. Plasmid berperan dalam penyebaran gen-gen resistan dan membawa gen MDR dengan cara mentransfer gen resistan antibiotik tidak hanya antar spesies bakteri tetapi juga pada spesies lain yang tidak berkerabat dekat secara horizontal dengan mekanisme konjugasi. Hasil penelitian ini dapat menjadi dasar pengembangan kebijakan yang tepat dalam merumuskan strategi pengawasan, pencegahan dan, pengendalian resistansi antibiotik pada sistem peternakan terintegrasi ayam dan ikan khususnya di Kabupaten Bogor.