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为解决抗菌药物耐药（AMR）病原体传播的全球健康威胁问题，研究人员开展了对产超广谱 β- 内酰胺酶（ESBL）大肠杆菌的研究。通过对 100 株分离株全基因组测序，发现其遗传多样性高，存在相同菌株和耐药基因的跨领域共享，为防控 AMR 提供依据。
在当今全球化的时代，抗菌药物耐药（AMR）问题如同一颗 “定时炸弹”，严重威胁着人类、动物和环境的健康。产超广谱 β- 内酰胺酶（ESBL）的肠杆菌科细菌在全球范围内的传播，更是让情况雪上加霜。这些细菌导致的感染不仅治疗难度大，还会增加患者的发病率和住院时间，使治疗成本大幅提高 。
为了应对这一严峻挑战，尼泊尔国家公共卫生实验室等机构的研究人员，开展了一项极具意义的研究。他们借助 WHO 的 Tricycle 监测方案，收集了人类、家禽和环境中的样本，并对其中的 100 株产 ESBL 大肠杆菌进行全基因组测序（WGS） 。该研究成果发表在《One Health Outlook》上，为我们深入了解产 ESBL 大肠杆菌的传播规律和耐药机制提供了重要依据。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。样本方面，从人类（包括血液感染患者和健康孕妇）、家禽（从不同市场和屠宰场采集盲肠样本）以及环境（包括不同类型的废水样本）获取。技术上，通过 VITEK-2 Compact Automated ID/AST 系统进行抗菌药物敏感性测试，确定最低抑菌浓度（MIC）；使用 Qiagen Kit 提取细菌 DNA，利用 Illumina NextSeq 2000 平台进行全基因组测序；运用 BOHRA 生物信息学管道等工具对测序数据进行分析，涵盖序列数据质量评估、多基因座序列分型（MLST）、耐药基因检测等内容。
下面来看具体的研究结果：
- 抗生素敏感性：多数分离株对亚胺培南（98%）、美罗培南（94%）和替加环素（94%）敏感，但对复方新诺明、头孢吡肟和环丙沙星的敏感性较低，分别为 47%、30% 和 8%。部分分离株对美罗培南和黏菌素耐药，其中 6 株家禽来源的分离株携带 mcr-1 基因且对黏菌素耐药 。不同来源的分离株对抗生素的敏感性存在差异，家禽分离株中多重耐药（MDR）比例最高。
- 系统发育分析：100 株产 ESBL 大肠杆菌的系统发育分析显示出显著的遗传多样性，所有已知的 8 个 phylogroups 均被检测到，大部分分离株（86%）属于 A、B1、B2 和 D 这 4 个 phylogroups。不同来源的分离株在 phylogroups 中的分布不同，如环境和动物分离株多集中在 A 和 B1，而人类分离株在 B2 中占比较高 。
- 序列类型（STs）：100 株分离株被分为 56 种独特的 MLST 谱型，包括 3 种新的 STs。ST131 最为常见，在人类和环境分离株中均有出现；ST2179 主要存在于家禽分离株；ST155 在三个领域均有发现 。不同领域的分离株存在共享的 STs，表明菌株可能在不同领域间传播。
- 血清型：通过计算机模拟血清型鉴定出 68 种独特谱型，未发现特定领域的血清型 。
- 抗生素耐药基因：除 1 株外，所有产 ESBL 分离株的表型和基因型检测结果一致，均携带至少一种赋予 ESBL 表型的基因。98% 的分离株携带 blaCTX-M基因，其中 blaCTX-M-15最为常见 。部分分离株还携带 AmpC 型、OXA 型 β- 内酰胺酶基因或多种 β- 内酰胺酶基因。此外，在 2 株对亚胺培南和美罗培南耐药的人类血液感染分离株中检测到 blaNDM-5基因。
研究结论和讨论部分具有重要意义。研究表明，产 ESBL 大肠杆菌在人类、家禽和环境三个领域中均存在且遗传多样性高，不同领域间存在相同菌株和耐药基因的共享。ST131 作为全球优势的产 ESBL 大肠杆菌克隆，在尼泊尔的流行率逐渐上升，blaCTX-M基因广泛分布于各个 phylogroups 和来源组中 。这一研究结果为进一步了解产 ESBL 大肠杆菌在尼泊尔的传播和耐药机制提供了基础数据，也凸显了通过 “一体化健康”（One Health）方法防控抗菌药物耐药的紧迫性。未来，应加强抗菌药物管理，推动多领域协同监测和干预，以有效遏制 AMR 的蔓延，保障人类、动物和环境的健康 。
