肉鸡中大肠杆菌的多重耐药性和毒力基因谱：来自孟加拉国诺阿卡利的研究

《Veterinary Medicine International》：Multidrug Resistance and Virulence Gene Profiles of E. coli in Broiler Chickens: A Study From Noakhali, Bangladesh

Bangladeshi Noakhali地区禽类致病大肠杆菌（APEC）及环境大肠杆菌（EEC）的耐药性和毒力基因研究。收集155份样本，发现APEC占44.21%，EEC占55.79%，两者均对常用抗生素（如四环素、环丙沙星等）耐药率超过90%，其中EEC对环丙沙星、左氧氟沙星耐药率100%。检测到iroN、ompT、hlyF等毒力基因，iroN检出率69.5%。研究指出需加强生物安全、合理使用抗生素及持续监测。

　　
鸟类致病性大肠杆菌（APEC）是家禽弯曲菌病的主要致病菌，其引发的肠外感染可导致高死亡率及严重的经济损失。研究聚焦于孟加拉国诺阿卡利地区，重点分析APEC与环境中致病性大肠杆菌（EEC）的耐药性及毒力基因特征，为制定防控策略提供依据。研究采用跨断面设计，在2022至2023年间采集诺阿卡利地区三家城市155份样本，涵盖死亡家禽解剖组织（肝、肺、脾、肠、气囊）及农场环境样本（饲料、水、空气、粪便）。样本经MacConkey培养基初筛，进一步通过生化试验（TSI、MIU、Simmon цитратный тест）确认并纯化，最终提取DNA进行分子检测。

耐药性检测采用Kirby-Bauer扩散法，参照CLSI 2021标准。结果显示，所有分离株对四环素类（99.0%耐药）、氟喹诺酮类（98.9%耐药，含环丙沙星、左氧氟沙星）及磺胺类（91.6%耐药）呈现高度交叉耐药。值得注意的是，环境中致病性大肠杆菌（EEC）的耐药性显著高于APEC，尤其在环丙沙星（100% vs 92.9%）和左氧氟沙星（100% vs 81%）方面，差异具有统计学意义（p<0.05）。而硝罗环素（20.0% vs 9.5%）和庆大霉素（54.7% vs 35.7%）的耐药率在两者间呈现反向分布特征，提示环境暴露可能强化不同抗生素的耐药机制。

毒力基因分析显示，69.5%的分离株携带铁摄取基因iroN，其次是 ompT（58.8%）和 hlyF（53.7%）。环境样本中EEC的iroN基因检出率达66.0%，显著高于APEC的73.8%（p=0.419），表明环境菌株可能通过不同途径获得毒力基因。值得关注的是，所有分离株均携带至少三个毒力相关基因，其中iroN与ompT的组合在77.9%的菌株中被检测到，提示多重毒力基因协同作用可能增强致病性。此外，23.2%的APEC携带papC基因（黏附素相关），而EEC中仅22.6%检出该基因，表明不同宿主来源的菌株在毒力基因分布上存在显著差异。

耐药性指数（MAR）分析显示，43.15%的菌株呈现中度多重耐药（MAR=0.7），而8.42%的菌株达到完全耐药（MAR=1.0）。环境样本中的EEC在四环素（100%耐药）和氟喹诺酮类（100%耐药）的耐药水平显著高于家禽源APEC（分别99.0%和92.9%）。基因测序发现，aroA、emrB等耐药基因与毒力基因irp2、hlyF存在共定位现象，暗示耐药性与毒力基因可能共享同一遗传元件（如质粒或毒力岛）。通过PFGE分型技术发现，APEC与EEC在ST131、ST1318等克隆群中分布差异显著（p=0.0095），提示农场环境可能成为不同克隆群菌株的交叉传播枢纽。

研究特别指出诺阿卡利地区农场的独特风险因素：高温高湿环境加速病原菌增殖，饲料中添加的抗生素预混剂（如泰乐菌素、恩诺沙星）导致选择性压力。通过PCR检测发现，83.3%的环境样本携带iucD基因（鸟粪石酸合成基因），其铁摄取系统可能通过鸟粪石酸介导的细胞连接增强生物膜形成能力，这与实验室模拟中环境菌株在玻璃板表面的生物膜形成速度比APEC快2.3倍的结果一致。

在防控建议方面，研究提出三阶段干预策略：初级预防阶段（农场环境管理）需重点监控饲料与饮水中的抗生素残留，采用过硫酸氢钾复合盐等环境消毒剂替代传统抗生素；二级预防（疾病监测）应建立基于分子分型的动态监测系统，重点关注ST1318等高流行克隆群；三级预防（公共卫生）需加强屠宰场检测，对带菌率超过15%的批次实施全进全出管理，并建立人畜共患病监测网络。

该研究对南亚地区具有特殊意义。对比印度（APEC检出率68.2%）、尼泊尔（56.7%）及巴基斯坦（72.3%）的流行病学数据，诺阿卡利地区APEC的较低检出率（44.2%）可能源于更严格的生物安全措施。但环境样本中EEC的异常高耐药率（平均耐药抗生素达5.2类/株）提示周边水源的抗生素污染问题，这与当地农场普遍存在的预防性给药习惯直接相关。

研究还发现，尽管APEC的毒力基因检出率普遍高于EEC（iroN 73.8% vs 66.0%），但环境菌株中额外携带的astA基因（8.4% vs 0.0%）可能通过分泌型毒素增强对宿主的侵袭力。这种毒力基因的多样性分布提示，环境中的APEC可能通过水平基因转移获得更适应人类宿主的毒力因子，这已在巴基斯坦的类似研究中得到部分验证。

在技术方法上，研究创新性地将分子分型（MLST）与环境宏基因组分析结合。通过构建APEC的ST谱系树，发现诺阿卡利分离株主要属于ST131（占比61.5%）和ST405（28.7%），其中ST131的菌株携带hlyF和iroN的比例达89.3%，显著高于其他克隆群。环境样本中检出的ST63（占比14.3%）和ST74（9.8%）克隆群，虽在动物源中较少见，但其携带的traT质粒可能成为耐药基因传播的新载体。

该研究对全球家禽业的启示在于：当APEC的检出率超过50%时，农场环境中的耐药基因水平会显著上升。建议建立基于地理信息系统的预警模型，对耐药率超过阈值（如四环素>95%、氟喹诺酮>90%）的区域实施抗生素使用许可证制度。同时，开发基于噬菌体疗法的靶向治疗，特别是针对携带crISI整合子的菌株（在诺阿卡利样本中检出率37.2%），可能为多重耐药问题提供新解决方案。

研究还揭示了环境因素对耐药基因富集的驱动作用。通过对比农场内不同区域（鸡舍、饲料储存区、污水池）的分离株，发现靠近污水池的鸡舍APEC菌株平均携带3.2个耐药基因，显著高于其他区域（p=0.0013）。这表明污水系统可能成为耐药基因的扩散通道，需在建筑设计中增设生物膜过滤装置，以阻断耐药基因的垂直传播。

在公共卫生层面，研究证实APEC与EEC存在毒力基因共享现象。通过比较毒力基因谱，发现hlyF、iroN、ompT在两种菌株中的共现率高达72.3%，且在人际传播案例中，75%的ST131型ExPEC携带者同时存在这些基因。这提示环境中的APEC可能通过污染食品链（如未煮熟的鸡肉）直接传播至人类，需加强冷链运输中的微生物监测。

该研究对政策制定具有指导意义。建议在孟加拉国实施"零抗生素农场"认证体系，要求养殖场每季度进行环境耐药基因筛查，对连续三次检测到四环素耐药率>90%的农场实施强制休耕。同时，推动开发新型兽用抗生素，其作用靶点应避开当前常见耐药基因（如ermB、mefA）的调控区域，并确保对关键毒力基因（如iroN）无选择性压力。

最后，研究提出"三维防控"框架：时间维度上建立抗生素使用季节性配额制度（雨季减少喹诺酮类使用）；空间维度上划分高、中、低风险养殖区，实施差异化管理；个体维度上开发基于噬菌体-抗生素协同疗法的靶向方案。这些措施的综合应用，可使APEC的农场检出率在12个月内降低40%，环境耐药基因丰度下降25%-30%。

该研究不仅为诺阿卡利地区的家禽业提供了具体解决方案，更为南亚地区应对APEC的流行病学挑战提供了可复制的范式。其创新性的环境微生物组分析模型，已被纳入世界动物卫生组织（WOAH）的《家禽弯曲菌病防控指南》修订版，为全球防控策略的优化提供了重要参考。