Abstract Little is known about the drivers of critically important antibacterial resistance in species with zoonotic potential present on farms (e.g. CTX-M □-lactamase-positive Escherichia coli ). Here, we collected samples, monthly over a two-year period, on 53 dairy farms in the South West of England, and data for 610 variables concerning antimicrobial usage, management practices and meteorological factors. We detected E. coli resistant to amoxicillin, ciprofloxacin streptomycin and tetracycline, respectively, in 2754/4145 (66%), 263/4145 (6%), 1475/4145 (36%) and 2874/4145 (69%) of all samples from faecally contaminated sites. E. coli positive for bla CTX-M were detected in 224/4145 (5.4%) of samples. Multilevel, multivariable logistic regression showed antibiotic dry cow therapeutic choice (including use of cefquinome or framycetin) to be associated with increased odds of bla CTX-M positivity. Low temperature was associated with reduced odds of bla CTX-M E. coli positivity in samples and to reduced odds of finding E. coli resistant to each of the four test antibacterials. This was additional to the effect of temperature on total E. coli density. Furthermore, samples collected close to calves had increased odds of having E. coli resistance to each antibacterial or positive for bla CTX-M . Samples collected on pastureland had reduced odds of having E. coli resistant to amoxicillin or tetracycline, and being positive for bla CTX-M . Importance Antibacterial resistance poses a significant threat to human and animal health and global food security. Surveillance for resistance on farms is important for many reasons, including to track the impacts of interventions aimed at reducing the prevalence of resistance. In this epidemiological survey of dairy farm antibacterial resistance, we show that local temperature, as it changes over the course of a year, is associated with the prevalence of antibacterial resistant E. coli . Also, that prevalence of resistant E. coli is higher in indoor environments and in environments inhabited by young animals. These findings have profound implications for routine surveillance and for surveys carried out for research. They provide important evidence that sampling at a single time-point and/or single location on a farm is unlikely to be adequate to accurately determine the status of the farm with regard to the presence or number of resistant E. coli .

Abstract We report a survey (August 2017 to March 2018) and risk factor analysis of faecal carriage of antibacterial-resistant (ABR) Escherichia coli in 223 sixteen-week-old dogs in the United Kingdom. Raw feeding was associated with the presence of E. coli resistant to fluoroquinolones, tetracycline, amoxicillin, and streptomycin, but not to cefalexin or cefotaxime. Whole genome sequencing of 30 fluoroquinolone-resistant (FQ-R), 22 cefotaxime-resistant (CTX-R) and seven dual FQ-R/CTX-R E. coli isolates showed a wide range of sequence types (STs), an approximately 50:50 split of CTX-M:AmpC-mediated CTX-R, and almost exclusively mutational FQ-R dominated by ST744 and ST162. Comparisons between E. coli isolates from puppies known to be located within a 50 x 50 km region with those isolated from human urinary tract and bloodstream infections (isolated in parallel in the same region) identified a clone of ST963 E. coli carrying chromosomal bla CMY.2 in two puppies and causing two urinary tract infections and one bloodstream infection. Furthermore, an ST744 FQ-R clone was carried by one puppy and caused one urinary tract infection. Accordingly, we conclude that raw feeding is associated with carriage of ABR E. coli in dogs even at sixteen weeks of age and that bacteria carried by dogs are shared with humans.

Synopsis Background Our primary aim was to test whether cattle-associated fluoroquinolone-resistant (FQ-R) Escherichia coli found on dairy farms were a significant cause of bacteriuria in humans living in the same 50 × 50 km geographical region located in South West England. Another aim was to identify risk factors for the presence of FQ-R E. coli on dairy farms. Methods FQ-R E. coli were isolated during 2017-18 from 42 dairy farms and from community urine samples. Forty-two cattle and 489 human urinary isolates were subjected to WGS, allowing phylogenetic comparisons. Risk factors were identified using a Bayesian regularisation approach. Results Of 489 FQ-R human isolates, 255 were also 3 rd generation cephalosporin-resistant (3GC-R), with strong genetic linkage between aac(6’)Ib-cr and bla CTX-M-15 . We identified possible farm-to-human sharing for pairs of ST744 and ST162 isolates, but core genome SNP distances (71 and 63, respectively) were smaller in pairs of ST744 and ST162 isolates from different farms (7 and 3 SNPs, respectively). Total farm fluoroquinolone use showed a positive association with the odds of isolating FQ-R E. coli while total dry cow therapy use showed a negative association. Conclusions This work suggests that FQ-R E. coli found on dairy farms have a limited impact on community bacteriuria within the local human population, however, this appears greater than observed for 3GC-R E. coli when studied in parallel. Reducing fluoroquinolone use may reduce the on-farm prevalence of FQ-R E. coli , and this reduction may be greater when dry cow therapy is targeted to the ecology of resistant E. coli on the farm.

Antimicrobial use on UK dairy farms is measured for surveillance purposes and utilizes veterinary sales data as a proxy for use. Two other methods of recording use have been used commonly on-farm: medicine waste bins and farm medicine records. However, none of these methods have been validated to measure antimicrobial use. The objectives of this research are to assess agreement between the 3 most common methods for measuring on-farm antimicrobial use with a pre-determined 'gold standard' measure. Antimicrobial use was measured prospectively on 26 UK dairy farms using medicine waste bins into which participants placed all discarded medicine packaging for a 12-month period. At the end of 12 months, farm medicine records and veterinary sales data were obtained retrospectively for participating farms. The systematic difference between the mean on-farm antimicrobial use measured by each of the 3 methods with a gold standard measure was investigated using one-way repeated measures ANOVAs. Reliability and clinical relevance of the agreement between each pair of methods was quantified using the concordance correlation coefficient and the Bland-Altman method, respectively. Veterinary sales data shows excellent reliability for all forms of antimicrobial when compared with the gold standard. Medicine waste bins show moderate to excellent reliability for injectables, poor to good reliability for intramammaries and no agreement for other forms of antimicrobial. Farm medicine records do not show agreement for any form of antimicrobial when compared with the gold standard. The use of veterinary sales data as a proxy for on-farm antimicrobial use in the UK represents excellent statistical reliability and offers a clinically acceptable agreement with a gold standard method when used to measure both injectable antimicrobials and intramammary antimicrobials. These results have policy implications both nationally and internationally and are essential in quantifying the actual impact of agricultural antimicrobial use on both animal and human health.### Competing Interest StatementThe authors have declared no competing interest.

Abstract Due to scientific, public and political concern regarding antimicrobial resistance (AMR), several EU countries have already taken steps to reduce antimicrobial (AM) usage in production animal medicine, particularly that of the highest priority critically important AMs (HP-CIAs). While veterinarians are aware of issues surrounding AMR, barriers to change such as concerns of reduced animal health, welfare or production may inhibit AM prescribing changes. Farmers from seven dairy farms in South West England engaged in changing AM use through an active process of education and herd health planning meetings. Prescribing data was collected from veterinary sales records; production and health data were accessed via milk recording and farm-recorded data. This study demonstrates that cattle health and welfare - as measured by production parameters, fertility, udder health, mobility data and culling rates - can be maintained and even improved alongside a complete cessation in the use of HP-CIAs as well as an overall reduction of AM use on dairy farms. This study also identified a need to consider different metrics when analysing AM use data, including dose-based metrics as well as those of total quantities to allow better representation of the direction and magnitude of changes in AM use.

Background: Veterinarians' perspectives on antibiotic stewardship (ABS) have not been examined for UK smallholdings. Due to differences between smallholdings and commercial farms, antibiotic use (ABU) practices may be different. ABS recommendations from a related study exploring ABU on smallholdings pertained to veterinary provisions, indicating a need for further research. Methods: To explore veterinarians' experiences of smallholding ABU and derive recommendations for ABS, we completed eight semi-structured interviews with veterinarians. We analysed these qualitatively, using thematic analysis. Results: Veterinarians described initiatives, checks and procedures aimed at encouraging smallholding ABS, including restricting which smallholders kept antibiotics on-site and collaboratively creating farm animal health plans. Veterinarians conceded, however, that these strategies were limited in terms of how consistently inappropriate ABU could be avoided. Veterinarians explained difficulties diagnosing the cause of clinical problems and described how the practice of leaving whole antibiotic bottles/packs on-site could enable non-veterinary-supervised ABU. Veterinarians raised practical and regulatory challenges around splitting antibiotic bottles/packs. Conclusions and limitations: ABS recommendations include considering how veterinarians could be better supported to complete a clinical reasoning process on smallholdings and exploring how veterinarians could be encouraged to split antibiotic packs, whilst staying within regulatory requirements. The qualitative nature of this study limits generalisability of findings.

Abstract Background Veterinary practice staff are directly involved in the dispensing of prescription veterinary medicines (POM‐Vs) to farmers as prescribed by registered veterinary surgeons to animals ‘under their care’. The role of veterinary practice staff has, to date, been underresearched. The objective of this study was to investigate the roles played by veterinary practice staff, exploring their expectations and perceptions of the front‐of‐house (FoH) role, their interactions with clients in day‐to‐day veterinary practice and their experiences relating to the dispensing of POM‐Vs. Methods Thematic analysis was used to analyse data from 20 semi‐structured interviews of veterinary practice staff. Participants were recruited from 80% of the large animal or mixed species veterinary practices across Wales. Results Four key themes—‘piggy in the middle’, learning on the job, practice organisation and facilitating change—were identified, illustrating the multifaceted and diverse nature of this type of employment. Limitations This study is not intended to be representative of the perceptions of FoH staff on the dispensing of antimicrobials. Larger‐scale studies are required to substantiate these findings. Conclusion Understanding the roles of non‐clinical veterinary staff allows practice managers and veterinary surgeons to better identify and meet training and staffing needs and improves recognition of this key area of practice work.

Prescription veterinary medicine (PVM) use in the United Kingdom is an area of increasing focus for the veterinary profession. While many studies measure antimicrobial use on dairy farms, none report the quantity of antimicrobials stored on farms, nor the ways in which they are stored. The majority of PVM treatments occur in the absence of the prescribing veterinarian, yet there is an identifiable knowledge gap surrounding PVM use and farmer decision making. To provide an evidence base for future work on PVM use, data were collected from 27 dairy farms in England and Wales in Autumn 2016. The number of different PVM stored on farms ranged from 9-35, with antimicrobials being the most common therapeutic group stored. Injectable antimicrobials comprised the greatest weight of active ingredient found while intramammary antimicrobials were the most frequent unit of medicine stored. Antimicrobials classed by the European Medicines Agency as critically-important to human health were present on most farms, and the presence of expired medicines and medicines not licensed for use in dairy cattle was also common. The medicine resources available to farmers are likely to influence their treatment decisions, therefore evidence of the PVM stored on farms can help inform understanding of medicine use.

Objectives: To characterise putative AmpC hyper-producing 3rd generation cephalosporin-resistant E. coli from dairy farms and their phylogenetic relationships as well as to identify risk factors for their presence; to assess evidence for their zoonotic transmission into the local human population Methods: Proteomics was used to explain differences in antimicrobial susceptibility. Whole genome sequencing allowed phylogenetic analysis. Multilevel, multivariable logistic regression modelling was used to identify risk factors. Results: Increased use of amoxicillin-clavulanate was associated with an increased risk of finding AmpC hyper-producers on farms. Expansion of cephalosporin resistance in AmpC hyper-producers was seen in farm isolates with marR mutations (conferring cefoperazone resistance) or when AmpC was mutated (conferring 4th generation cephalosporin and cefoperazone resistance). Phylogenetic analysis confirmed the dominance of ST88 amongst farm AmpC hyper-producers but there was no evidence for acquisition of farm isolates by members of the local human population. Conclusions: In this two-year surveillance study of 53 dairy farms, AmpC hyper-production was the cause of cefotaxime resistance in 46.2% of E. coli. There was evidence of recent farm-to-farm transmission and of adaptive mutations to expand resistance. Whilst there was no evidence of isolates entering the local human population, efforts to reduce 3rd generation cephalosporin resistance on dairy farms must address the high prevalence of AmpC hyper-producers. The finding that amoxicillin-clavulanate use was associated with increased risk of finding AmpC hyper-producers is important because this is not currently categorised as a highest-priority critically important antimicrobial and so is not currently targeted for specific usage restrictions in the UK.

Objectives: The objective of this study was to identify the mechanisms of cefotaxime resistance (CTX-R) in 1226 Escherichia coli from 4581 environmental samples collected on 53 dairy farms over a 2-year period in South West England and to characterise a blaCTX-M-32-producing plasmid, pMOO-32, found to be widely distributed. Methods: CTX-R isolates were identified using MIC breakpoint agar plates. β-lactamase genes of interest (GOIs) were detected by PCR. WGS was performed and analysed using the Center for Genomic Epidemiology platform. A plasmid-specific multiplex PCR was designed to indicate the presence of plasmid pMOO-32. Results: Amongst 1226 CTX-R isolates, PCR identified blaCTX-M group 1 (549 isolates), blaCTX-M group 9 (100 isolates), blaCMY (12 isolates), blaDHA (1 isolate) and no GOI (566 isolates). WGS analysis of 184 representative isolates identified blaCTX-M (131 isolates; encoding CTX-M-1, -14, -15, -32 and the novel variant, CTX-M-214), blaCMY-2 (6 isolates), blaDHA-1 (one isolate) and presumed AmpC-hyperproduction in 46 isolates that were PCR negative for GOIs. A highly conserved plasmid was identified in 73 isolates, representing 27 E. coli STs. This ~220 kb IncHI2 plasmid carrying blaCTX-M-32 was designated pMOO-32, was found to be stable in cattle and human transconjugant E. coli even in the absence of selective pressure, and was found by multiplex PCR to be present on 26/53 study farms. Conclusions: β-lactamases capable of conferring resistance to third generation cephalosporins were evident on 47/53 farms within this study. This was largely because of the widespread dissemination of an IncHI2 plasmid carrying blaCTX-M-32.