Thesis (M.Sc)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 96-99.

Escherichia coli (E.coli) is a widespread bird pathogen that causes huge economic losses in the poultry production sector. This study included 3 experiments: 1. Field survey on E.coli in poultry farms, with detection of in vitro pathogenicity and antibiotic sensitivity, molecular detection of violence and drug resistance genes. 2. Use of prebiotic or probiotic in prevention of E.coli infection with Antibiotic resistant and sensitive E.coli O87 strains. 3. Effect of prebiotic, protonic and o Fosfomycin in control of E.coli infection and immune response to ND vaccine.
Field survey: A total of 18 out of 30 broiler flocks (60%) were positive for L. coli infection. By growing on Congo red (CR) culture, 15 pathogenic E.coli strains (83.3%) and 3 non-pathogenic E.coli (16.6%) were identified. The pathogenic isolates were subjected to antibiotic susceptibility testing and the isolates were more resistant, and the most common serotypes were O91, O128, O78, O124, O2 and O44. Ten isolates were also subjected to molecular identification of antibiotic resistance genes and pathogenicity genes. These strains were related to EHEC, EPEC, ETEC, and EIEC. The E.coli isolates were all characterized by multidrug resistance (MDR) to broad-spectrum resistance (XDR). Virulence genes, including tsh, papC, iss, iutA, and hlyF, were detected in 50% of the isolates containing 5 genes and 50% of those containing 4 genes. All tested isolates showed MDR genes, 60% of the isolates showed 5 genes, 20% showed 4 genes, and 20% showed 3 genes.
To evaluate the effectiveness of prebiotics and probiotics as prophylaxis to reduce the risk of experimental coliform infections. 140 one-day-old broiler chicks were distributed into 7 groups of 20 birds each. Groups 1-2 and 3-4 were given synbiotics and prebiotics in drinking water from the first to fifth days of life. Then on the sixth and seventh days, chicks of groups 1, 3, 5, as well as 2, 4, and 6 were infected. Oral infection with drug-sensitive (strain 1) and drug-resistant (strain 2) E.coli O78, respectively. While group 7 remained a negative group. The results showed that both synbiotics and probiotics have a positive effect on the growth performance of birds, enhance the weight of the immune organ and histological structure as well as improve the immune response of birds against Newcastle vaccines and improve the morphometric structure of the intestinal villi.
This part of the study aimed to compare the use of probiotics and/or Fosfomycin in the control of E.coli O78 in broilers and the potential impact of these treatments on the immune reaction of birds to ND vaccines. Mortality rates were higher in the group infected with a multidrug-resistant (MDR) strain of E.coli, reaching 10% by the third day, compared to 5% in the group infected with a sensitive strain. This difference is likely due to the increased virulence and reduced susceptibility to antimicrobial treatment of the MDR strain.
Conversely, chicks treated with Fosfomycin, probiotics, or synbiotics showed improved clinical signs, with increased activity and better feed intake within two days of treatment. The non-treated infected groups had higher mortality rates, with 15% and 25% mortality, respectively.
E.coli was re-isolated from the internal organs of the dead infected chicks, confirming the role of the bacteria in the observed mortality. Necropsy findings revealed moderate to severe enteritis, air-sacculitis, pericarditis, and other pathological changes in the liver, spleen, and kidneys.
Feed conversion rate (FCR) at 35 days was best in the non-infected, non-treated control group, while Fosfomycin-treated groups and those receiving a combination of Fosfomycin and probiotics had better FCR than the probiotic or prebiotic-only groups.
Organ-to-body weight ratios at different time points suggested that the prebiotic treatment had a positive effect on liver development, and the combination of Fosfomycin and probiotics improved intestinal health.
The geometric mean of ND -HI antibody titers, a measure of immune response, was highest in the control negative group, as expected. The E.coli-infected groups treated with probiotics or synbiotics had comparable or higher titers than the control, indicating that these treatments enhanced the immune response in the challenged birds. Fosfomycin-treated groups also had higher antibody titers than the infected, non-treated groups.
Histopathological examination revealed that the combination of Fosfomycin and probiotics resulted in reduced leukocytic cell infiltration in the intestines, suggesting that the probiotic helped modulate the inflammatory response and promote intestinal healing, compared to Fosfomycin alone.

الإشريكية القولونية (E.coli) هي مُمْرِضٌ واسع الانتشار للطيور يُسبب خسائر اقتصادية فادحة في قطاع إنتاج الدواجن. شملت هذه الدراسة ثلاث تجارب:
1. مسح ميداني على الإشريكية القولونية في مزارع الدواجن، مع الكشف عن الإمراضية المختبرية وحساسية المضادات الحيوية، والكشف الجزيئي عن جينات العنف ومقاومة الأدوية.
2. استخدام البريبايوتيك أو البروبيوتيك في الوقاية من عدوى الإشريكية القولونية بسلالات الإشريكية القولونية O87 المقاومة والحساسة للمضادات الحيوية.
3. تأثير البريبايوتيك والبروبيوتيك والفوسفوميسين في السيطرة على عدوى الإشريكية القولونية والاستجابة المناعية للقاح ND.
مسح ميداني: أظهرت نتائج المسح الميداني إصابة 18 من أصل 30 قطيعًا من دجاج التسمين (60%) بعدوى الإشريكية القولونية. ومن خلال الزراعة في مزرعة الكونغو الحمراء (CR)، تم تحديد 15 سلالة من الإشريكية القولونية المُمْرِضة (83.3%) و3 سلالات من الإشريكية القولونية غير المُمْرِضة (16.6%). خضعت العزلات المُمْرِضة لاختبار حساسية المضادات الحيوية، وكانت أكثر مقاومة، وكانت الأنماط المصلية الأكثر شيوعًا هي O91، وO128، وO78، وO124، وO2، وO44. كما خضعت عشر عزلات للتحديد الجزيئي لجينات مقاومة المضادات الحيوية وجينات الإمراض. وكانت هذه السلالات مرتبطة بـ EHEC، وEPEC، وETEC، وEIEC. وتميزت جميع عزلات الإشريكية القولونية بمقاومة متعددة للأدوية (MDR) ومقاومة واسعة الطيف (XDR). وُجدت جينات الضراوة، بما في ذلك tsh، وpapC، وiss، وiutA، وhlyF، في 50% من العزلات التي تحتوي على 5 جينات، وفي 50% من العزلات التي تحتوي على 4 جينات. أظهرت جميع العزلات المختبرة جينات مقاومة متعددة للأدوية، و60% منها 5 جينات، و20% 4 جينات، و20% 3 جينات. لتقييم فعالية البريبايوتكس والبروبيوتكس كوقاية للحد من خطر الإصابة بعدوى البكتيريا القولونية التجريبية، قُسِّم 140 فرخًا لاحمًا بعمر يوم واحد إلى 7 مجموعات، تضم كل منها 20 طائرًا. أُعطيت المجموعتان 1-2 و3-4 جرعات من البريبايوتكس والسنبيوتكس في مياه الشرب من اليوم الأول إلى اليوم الخامس من العمر. ثم في اليومين السادس والسابع، أُصيبت كتاكيت المجموعات 1 و3 و5، بالإضافة إلى المجموعات 2 و4 و6، بعدوى فموية ببكتيريا الإشريكية القولونية O78 الحساسة للأدوية (السلالة 1) والمقاومة للأدوية (السلالة 2)، على التوالي. بينما بقيت المجموعة 7 سلبية. أظهرت النتائج أن لكلٍّ من السنبيوتكس والبروبيوتكس تأثيرًا إيجابيًا على أداء نمو الطيور، وزيادة وزن الجهاز المناعي والبنية النسيجية، بالإضافة إلى تحسين الاستجابة المناعية للطيور ضد لقاحات نيوكاسل، وتحسين البنية الشكلية للزغابات المعوية. هدف هذا الجزء من الدراسة إلى مقارنة استخدام البروبيوتيك و/أو الفوسفوميسين في مكافحة الإشريكية القولونية O78 في دجاج التسمين، والتأثير المحتمل لهذه المعالجات على الاستجابة المناعية للطيور تجاه لقاحات ND. كانت معدلات النفوق أعلى في المجموعة المصابة بسلالة مقاومة للأدوية المتعددة (MDR) من الإشريكية القولونية، حيث وصلت إلى 10% بحلول اليوم الثالث، مقارنةً بـ 5% في المجموعة المصابة بسلالة حساسة. يُرجَّح أن هذا الاختلاف يعود إلى زيادة ضراوة سلالة MDR وانخفاض حساسيتها للعلاج بالمضادات الحيوية.
في المقابل، أظهرت الكتاكيت المعالجة بالفوسفوميسين أو البروبيوتيك أو السينابيوتيك تحسنًا في الأعراض السريرية، مع زيادة النشاط وتحسين تناول العلف خلال يومين من العلاج. أما المجموعات المصابة غير المعالجة، فقد سجلت معدلات نفوق أعلى، حيث بلغت 15% و25% على التوالي.
أُعيد عزل الإشريكية القولونية من الأعضاء الداخلية للكتاكيت المصابة النافقة، مما يؤكد دور البكتيريا في النفوق الملحوظ. أظهرت نتائج التشريح وجود التهاب معوي متوسط إلى شديد، والتهاب كيسي هوائي، والتهاب التامور، وتغيرات مرضية أخرى في الكبد والطحال والكلى.
كان معدل تحويل العلف (FCR) عند 35 يومًا هو الأفضل في المجموعة الضابطة غير المصابة وغير المعالجة، بينما كان معدل تحويل العلف (FCR) في المجموعات المعالجة بالفوسفوميسين وتلك التي تلقت مزيجًا من الفوسفوميسين والبروبيوتيك أفضل من المجموعات التي تناولت البروبيوتيك أو البريبيوتيك فقط.
أشارت نسب وزن الأعضاء إلى الجسم في نقاط زمنية مختلفة إلى أن العلاج بالبريبيوتيك كان له تأثير إيجابي على نمو الكبد، وأن مزيج الفوسفوميسين والبروبيوتيك حسّن صحة الأمعاء.
كان المتوسط الهندسي لمستويات الأجسام المضادة ND-HI، وهو مقياس للاستجابة المناعية، أعلى في المجموعة الضابطة السلبية، كما هو متوقع. أما المجموعات المصابة بالإشريكية القولونية المعالجة بالبروبيوتيك أو السينيبيوتيك، فقد كان لها مستويات مماثلة أو أعلى من المجموعة الضابطة، مما يشير إلى أن هذه العلاجات عززت الاستجابة المناعية لدى الطيور المعرضة للخطر. أظهرت المجموعات المعالجة بالفوسفوميسين أيضًا مستويات أجسام مضادة أعلى من المجموعات المصابة غير المعالجة. وكشف الفحص النسيجي المرضي أن الجمع بين الفوسفوميسين والبروبيوتيك أدى إلى انخفاض تسلل الخلايا البيضاء في الأمعاء، مما يشير إلى أن البروبيوتيك ساعد في تعديل الاستجابة الالتهابية وتعزيز التئام الأمعاء، مقارنةً بالفوسفوميسين وحده.

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.