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为探究抗菌药物耐药性(AMR)传播问题,研究人员对粪肥及施肥草地中的大肠杆菌进行基因组分析。结果发现草地是 AMR 大肠杆菌的重要环境储存库,且分离菌多为多重耐药。该研究为防控 AMR 传播提供重要依据。
在当今社会,抗菌药物耐药性(AMR)如同一个隐藏在暗处的巨大威胁,悄然影响着人类、动物和环境的健康。想象一下,在农业生产中,粪肥被广泛用于给土壤和草地提供养分,这本是一种资源循环利用的好方式,然而,这里面却可能暗藏危机。粪肥中携带的细菌,尤其是大肠杆菌,有可能是耐药菌。这些耐药大肠杆菌如果在环境中传播,不仅会影响动物健康,还可能通过食物链等途径威胁人类健康。但目前,关于环境中大肠杆菌的研究还不够充分,尤其是从草地等生态位的角度出发的研究更是稀少。为了深入了解这一问题,来自爱尔兰梅努斯大学(Maynooth University)、Teagasc 食品研究中心等机构的研究人员展开了一项重要研究,相关成果发表在《npj Antimicrobials and Resistance》上。
研究人员主要运用了细菌分离培养、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI - TOF)鉴定、抗菌药敏试验、DNA 提取与全基因组测序等技术。从猪粪、牛粪、土壤和草地等多个样本中分离大肠杆菌,通过一系列技术手段对其进行全面分析。
在研究结果方面:
- 大肠杆菌的分布:研究发现,大肠杆菌仅在施粪肥的草地上被分离出来,未施肥的草地中未检测到。同时,在牛粪、猪粪以及不同时间点的土壤中也分离到了大肠杆菌,但未在鸡粪中发现。
- 基因组特征:通过对分离菌的基因组分析,确定了不同的染色体组(CG)和质粒组(PG)。同一染色体组内的菌株多为克隆关系,质粒组在很大程度上与染色体组相关,但也有部分差异,如 CG1 的质粒分布就较为特殊。此外,还鉴定出多种序列类型(ST)、血清型,不同组别的菌株在这些方面各有特点。
- 耐药性与毒力:抗菌药敏试验显示,分离的大肠杆菌对多种抗菌药物耐药,多药耐药现象普遍。检测到多种耐药基因,不同药物的耐药机制各有不同。例如,四环素耐药广泛存在,主要由 tetA或 tetB基因介导;环丙沙星耐药除一株菌外,均由染色体突变导致。同时,还发现了大量的生物杀灭剂耐药基因、金属耐药基因和毒力因子基因,不同菌株携带的毒力因子有所差异。
- 染色体突变:研究观察到与萘啶酸和环丙沙星耐药相关的染色体点突变,不同菌株在 gyrA、parC 等基因上存在特定的突变位点。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了草地作为 AMR 大肠杆菌环境储存库的重要性。通过粪肥在农业中的循环利用,大肠杆菌得以在环境中传播,这对动物和人类健康构成潜在威胁。例如,具有某些毒力因子基因的菌株可能具有更强的致病性,耐药基因的传播可能导致抗菌药物治疗效果下降。而且,不同血清型和序列类型的大肠杆菌在环境中的分布和特性,也为进一步研究其传播规律和风险评估提供了依据。此外,研究还发现一些有趣的现象,如某些基因在特定菌株中的出现,可能与环境适应性有关。然而,目前关于环境中大肠杆菌的研究还存在不足,未来需要更多的研究来深入了解这些细菌在环境中的生存、传播机制,以及对人类和动物健康的潜在影响,从而更好地制定防控策略,保障环境和人类健康。