尼日利亚Akoko Edo地区地表饮用水肠球菌属污染特征揭示公共卫生风险与抗生素耐药性传播机制

《Scientific Reports》：Characterization of Enterococcus species in surface drinking water from Akoko Edo Nigeria reveals contamination levels and risks to public health

本研究针对尼日利亚Akoko Edo地区以地表水为主要饮用水源的农村社区，系统评估了肠球菌属的污染水平、抗生素耐药性（AMR）及毒力特征。研究人员通过表型与分子生物学方法，发现水体中肠球菌密度超标（最高3.51 log10 CFU/100 mL），63.9%菌株呈多重耐药（MDR），并携带tetM、ermB、vanC等耐药基因及gelE、esp等毒力基因。结果表明，当地地表水是耐药肠球菌和毒力基因的储存库，对依赖此类水源的社区构成严重公共卫生威胁，为制定区域性水质干预策略提供了关键数据。

　　

在尼日利亚阿克瓦伊博姆州阿克科埃多地区，清澈的溪流与山泉不仅是自然景观的重要组成部分，更是当地社区赖以生存的饮用水源。然而，这些看似纯净的水体正悄然成为抗生素耐药性传播的隐形通道。肠球菌属（Enterococcus）作为粪便污染的指示菌，其存在不仅标志着水体受到污染，更可能携带多重耐药基因和毒力因子，对直接饮用这些水资源的居民构成潜在健康威胁。尽管全球范围内对水源性病原菌的研究日益深入，但针对农村地区地表水中肠球菌的全面特征分析仍属空白，特别是其耐药基因谱、毒力特征与环境持久性之间的关联尚未明确。

为填补这一研究空白，尼日利亚贝宁大学应用微生物过程与环境健康研究组的Nenna A. Isokpehi等人在《Scientific Reports》上发表了题为“Characterization of Enterococcus species in surface drinking water from Akoko Edo Nigeria reveals contamination levels and risks to public health”的研究论文。该研究通过对奥沃科托泉（Ovokoto Spring）和奥杰拉梅水库（Ojerame Dam）两类地表水体进行为期一年的系统监测，首次揭示了该地区肠球菌的污染水平、抗生素耐药性模式及分子特征，为理解耐药菌在环境中的传播机制提供了重要证据。

研究团队综合运用膜过滤法、API 20E生化鉴定与PCR分子分型技术，对水体中的肠球菌进行分离与物种鉴定；通过微量肉汤稀释法测定抗生素最小抑菌浓度（MIC），评估菌株的耐药表型；进一步利用PCR技术检测耐药基因（如tetM、ermB、vanA）、毒力基因（gelE、cylA、esp等）及外排泵基因（mefA、msrC）；同时通过表型实验分析生物膜形成能力及溶血活性、透明质酸酶等毒力因子。

研究结果

1. 粪便指示菌与肠球菌种群密度

湿季水体中肠球菌密度（最高达1.92 log₁₀ CFU/100 mL）显著高于干季，且不同采样点间菌群分布差异显著（p<0.05），表明人类活动与季节性径流是主要污染源。从97株肠球菌中鉴定出7个物种，其中屎肠球菌（E. faecium）占比最高（29.9%），其次为粪肠球菌（E. faecalis，21.7%）。

2. 肠球菌的抗生素耐药性特征

菌株对青霉素（74.2%）、氨苄西林（71.1%）和红霉素（59.8%）耐药率最高，63.9%的菌株表现为多重耐药（MDR）。多重抗生素耐药指数（MAR index）与生物膜形成强度显著正相关（r=0.550, p<0.01），提示生物膜可能促进耐药性维持。

3. 毒力因子与生物膜形成

粪肠球菌与屎肠球菌均表现出较强的生物膜形成能力（强生物膜形成占比分别为33.3%与6.9%），且毒力基因gelE、esp、asa与生物膜相关基因adrA、csgD、gcpA的表达显著相关（p<0.05），表明毒力与环境适应性具有协同进化特征。

4. 外排泵基因与耐药基因分布

tetL（25.8%）、msrC（26.8%）等外排泵基因广泛存在，且与红霉素、四环素耐药表型显著关联。耐药基因tetM（67.6%）、ermB（60.3%）、vanC（67.6%）的检出率突出，提示环境菌株可能通过水平基因转移获得耐药性。

结论与意义

本研究首次系统揭示了尼日利亚农村地表水中肠球菌属的污染现状及其耐药基因谱，证实此类水体是MDR菌株与毒力基因的“储存库”。细菌通过外排泵机制（如tetL、msrC）和生物膜形成增强环境适应性，且耐药基因与毒力基因的共存可能加速临床耐药菌株的进化。研究成果为当地公共卫生部门制定水质监测指南、抗生素使用规范及农村饮水安全干预措施提供了直接证据，同时凸显了在“One Health”框架下遏制环境抗生素耐药性传播的紧迫性。