欧洲狍粪便微生物群及抗微生物耐药性的宏基因组分析:野生动物健康研究新突破

【字体: 时间:2025年03月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究欧洲狍健康状况,研究人员分析其粪便微生物群及抗微生物耐药基因(AMRG),发现相关特征,助力野生动物健康监测。

  在大自然的生态网络里,野生动物的健康就像隐藏的基石,默默支撑着整个生态系统的稳定。然而长期以来,人们更多地将目光聚焦在人类和家畜的健康上,野生动物的健康状况却常常被忽视。这不仅是因为过去对其重要性认识不足,还因为获取野生动物样本困难重重。随着环境变化和人类活动的加剧,野生动物与人类、家畜之间的接触日益频繁,它们身上携带的微生物和抗微生物耐药基因(AMRG)可能会在不同物种间传播,威胁公共卫生安全。例如,许多家畜的祖先与当地野生动物相近,它们之间可能相互传播传染病;而且,一些人畜共患病(zoonoses)也会通过野生动物传播,危害人类和动物的健康。同时,在野生动物和自然栖息地中,抗微生物耐药基因的检测频率不断上升,这表明野生动物可能在抗微生物耐药性(AMR)的传播中发挥着重要作用。
在这样的背景下,为了深入了解欧洲狍的健康状况,德国弗里德里希 - 勒夫勒研究所(Friedrich-Loeffler-Institut)等机构的研究人员开展了一项具有重要意义的研究。他们利用 Shotgun metagenomics(鸟枪法宏基因组学)技术,对欧洲狍的粪便微生物群及其抗微生物耐药基因进行了全面分析,相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在德国格赖夫斯瓦尔德市南部的两个狩猎区采集了 27 只猎获的欧洲狍的粪便样本。样本采集后,一部分用于在选择性琼脂上培养,以寻找产超广谱 β - 内酰胺酶(ESBL)的大肠杆菌(E.coli);另一部分则进行 DNA 提取,随后开展鸟枪法宏基因组测序和分析。研究中用到的主要技术方法包括样本采集、培养检测 ESBL-E.coli、宏基因组测序及分析、数据评估等。通过这些方法,研究人员能够准确地分析欧洲狍粪便微生物群的组成和抗微生物耐药基因的情况。

研究结果显示,在培养实验中,27 个样本均未检测到 ESBL-E.coli。在宏基因组分析方面,研究人员共鉴定出 56 个门、563 个科和 2117 个属。α 多样性分析表明,多数样本的 Shannon 多样性和 Pielou 均匀度较为相似,但样本 W1、W5、W6 和 F4 在家族和属水平上的这两个指标明显较低。整体上,优势菌门为厚壁菌门(Bacillota)、拟杆菌门(Bacteroidota)和变形菌门(Pseudomonadota),它们的比例与其他鹿科动物的研究结果相符,其中 Bacillota 与 Bacteroidota 的比例为 1.76,这表明采样动物可能从纤维素中获取更多能量。在家族水平上,颤螺旋菌科(Oscillospiraceae)相对丰度最高,其次是拟杆菌科(Bacteroidaceae)等。

对于古菌,研究发现样本间的差异不显著,但也有一些样本表现出不同的特征。例如,Halobacteriaceae、Natrialbaceae 和 Haloferaceae 等嗜盐古菌家族在样本中丰度较高,其原因可能与野生动物舔食矿物质有关;Methanobrevibacter 在多数样本中是最丰富的属,这与其他研究中在西伯利亚狍和人类肠道微生物群中的发现一致。

在抗微生物耐药基因方面,样本中归一化的 AMR 丰度平均为 0.035,与其他野生反刍动物的研究结果相似。其中,对大环内酯类、林可酰胺类和链阳菌素类(MLS)的耐药性最为普遍,其次是氨基糖苷类。此外,研究还发现一些细菌家族与抗微生物耐药基因的丰度存在显著相关性,如肠杆菌科(Enterobacteriaceae)与杆菌肽耐药性相关。

研究结论表明,鸟枪法宏基因组学能够同时对欧洲狍粪便微生物群的组成和抗微生物耐药基因进行有效研究。该研究首次描述了欧洲狍粪便中的原核生物群落,并探讨了其与其他鹿科动物微生物群的差异。虽然未检测到 ESBL-E.coli,但研究中发现的抗微生物耐药基因在野生动物中的存在情况,为进一步研究抗微生物耐药性的传播提供了重要依据。未来,这种研究方法有望用于监测其他难以接触到的物种的健康状况,加深人们对野生动物微生物群组成的理解,为保护野生动物健康和生态系统平衡提供有力支持。

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