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本文通过对印尼龙目岛鸡、养鸡农民和非农民的 200 株大肠杆菌（E. coli）分离株进行全基因组测序分析，发现产超广谱 β- 内酰胺酶大肠杆菌（ESBL-Ec）在当地人和鸡中广泛存在，揭示了其传播特征及潜在风险，为防控耐药菌传播提供关键依据。
### 引言
抗菌药物耐药性（AMR）生物体的传播是全球公共卫生的重大问题。产超广谱 β- 内酰胺酶（ESBL）的大肠杆菌（ESBL-Ec）对青霉素和第三代头孢菌素耐药，是常见的 AMR 细菌。世界卫生组织已将第三代头孢菌素耐药的肠杆菌目升级为关键病原体类别。ESBL-Ec 在人群中传播，其携带的 ESBL 基因常由可传播的质粒携带。
家禽养殖中抗菌药物的大量使用，使得 AMR 细菌在兽医领域出现，并可能传播到社区和临床环境。虽然对家禽中 ESBL-Ec 的研究较多，但家禽养殖与人类健康的复杂关系在发展中国家尚未充分探索。印尼龙目岛以本土养鸡业为主，人和鸡接触密切，本研究利用全基因组测序分析龙目岛鸡、养鸡农民和非农民中的 ESBL-Ec，以揭示其传播模式。
结果
- 分离株多样性与耐药基因检测：研究共获得 200 株大肠杆菌分离株，来自健康鸡的泄殖腔拭子（121 株，60.5%）、健康农民的直肠拭子（35 株，17.5%）和非农民的直肠拭子（44 株，22.0%） 。全基因组测序显示，这些分离株具有高度的克隆多样性，通过多位点序列分型（MLST）鉴定出 78 种不同的序列类型（ST），其中包括 9 种新类型。
优势的共生菌群系统发育组 A 和 B1 在这些分离株中最为普遍。鸡和农民、鸡和非农民中分别有 13 和 12 种 ST 常见，9 种 ST 在三者中都常见。70 株（35%）分离株携带 ESBL 基因，鸡、农民和非农民的阳性率分别为 34.7%、42.9% 和 29.5%。鉴定出 4 种 ESBL 类型，数量从多到少依次为 blaCTX-M-55（41 株）、blaCTX-M-15（17 株）、blaCTX-M-1（12 株）和 blaSHV-12（1 株），有 1 株同时携带 blaCTX-M-55和 blaSHV-12。12 株（6%）分离株携带 AmpC β- 内酰胺酶基因，包括 blaCMY-2（7 株）和 blaDHA-1（5 株），除 1 株农民分离株携带 blaDHA-1外，其余均在鸡分离株中发现。携带 ESBL 或 AmpC 基因的分离株中，最常见的 ST 是 ST48、ST2690、ST1485 和 ST1727，其中 blaCTX-M-55在 ST1485 中最为普遍，且在 22 种其他 ST 中也有检测到。
2. 抗菌药物敏感性测试：对携带 ESBL/AmpC 基因的分离株进行抗菌药物敏感性测试，结果显示鸡和人（农民和非农民）的分离株抗菌药物敏感性模式相似，但鸡分离株对庆大霉素、妥布霉素、左氧氟沙星和米诺环素的敏感性分别比人分离株低 26%、29%、21% 和 26%。35 株对庆大霉素和妥布霉素耐药的分离株（83.3%）同时携带 blaCTX-M-55，携带 blaCTX-M-55的分离株对庆大霉素和妥布霉素的敏感性明显低于携带其他 ESBL/AmpC 基因的分离株。鸡和人分离株对左氧氟沙星和米诺环素敏感性的差异，分别反映了喹诺酮耐药决定区（QRDR）突变率和 tet (B) 携带率的差异，这些耐药决定子存在于多种不同的 ST 中。
3. 系统发育分析：构建携带 ESBL 或 AmpC 基因的主要 ST（ST48、ST2690、ST1485 和 ST1727）的系统发育树，结果显示龙目岛的 ST48 分离株在系统发育树上分散在不同分支，表明它们差异较大；携带 blaCTX-M-1的农民和非农民分离株在树上聚类，提示该基因在当地居民中传播。与 ST48 不同，其他 ST 的龙目岛分离株在系统发育树上聚集在一起，表明这些菌株在区域内传播。例如，携带 blaCTX-M-55的 ST1485 和 ST1727 分离株，无论来源如何都聚类在一起，且鸡和人分离株基于单核苷酸多态性（SNP）差异难以区分。ST2690 中，携带和不携带 blaCTX-M-15的分离株分别聚类，携带该基因的人源和鸡源分离株之间 SNP 差异较小。
4. 质粒分析：研究发现，blaCTX-M-55主要由约 200kb 的 IncHI1A 质粒携带。S1 核酸酶脉冲场凝胶电泳（S1-PFGE）和 Southern blot 分析表明，大多数 blaCTX-M-55阳性分离株的该基因位于此质粒上。长读长测序显示，该质粒还携带针对氨基糖苷类、大环内酯类、林可酰胺类、喹诺酮类、磺胺 / 甲氧苄啶等的耐药基因，使携带该质粒的菌株具有多重耐药性。不同 ST 和来源的质粒遗传结构相似，除了一些插入序列和编码假设蛋白的基因有插入和缺失。基因组分析显示，除 A112 外，所有 blaCTX-M-55阳性分离株都含有 IncFIA (HI1)、IncHI1B (R27) 和 IncHI1A 复制子，表明 IncHI1A 型质粒是本研究分离株中抗菌药物耐药性传播的主要载体，且可能起源于沙门氏菌的质粒。
讨论
在印尼，AMR 的传播是重大公共卫生问题，此前对该国 ESBL 的研究多集中在医院和社区，对家禽中 ESBL 基因的流行情况了解有限，且缺乏不同部门 ESBL-Ec 的比较基因组研究。本研究首次证明 blaCTX-M-55和 blaCTX-M-15在龙目岛人和鸡的共生大肠杆菌分离株中普遍存在。
blaCTX-M-55分布广泛，存在于 22 种不同 ST 中，主要由 IncHI1 质粒携带。该质粒是一种广泛宿主范围的结合性质粒，其携带的 H-NS 样蛋白基因有助于其进入新宿主，且在水和土壤环境中传播的可能性更大。此外，该质粒携带多种耐药基因，其传播会减少病原体感染的治疗选择，需警惕其进一步传播。
blaCTX-M-15是本研究中第二常见的 ESBL 基因，在人源携带 ESBL/AmpC 的分离株中占比高，ST2690 是其在鸡和人之间传播的主要菌株，虽然推测质粒参与其传播，但本研究未深入探讨。
系统发育分析表明，龙目岛大肠杆菌分离株具有多样性，未发现全球常见的产 ESBL 菌株。ST48 具有适应不同环境和获取外源基因的潜力；ST1485 是全球传播的高风险、强毒力和多重耐药克隆；ST2690 和 ST1727 可能是龙目岛本土菌株，且这些菌株在人和鸡之间可能存在双向传播，传播途径可能不仅限于直接接触家禽，还涉及环境因素等，这凸显了综合监测和干预的必要性。
本研究存在一定局限性，如未检测到碳青霉烯酶和耐粘菌素的 mcr 基因，可能是由于缺乏选择性培养基，也可能未检测到非优势的 ESBL-Ec 菌株。未来需要更有针对性的研究，采用 “同一健康” 方法，以全面了解龙目岛居民和鸡的 AMR 状况，明确 ESBL-Ec 菌株的传播方式、携带 ESBL 基因质粒的传播途径及其对公共卫生的影响，从而制定防控策略。
