《Clinical Microbiology and Infection》:Circulation of extended-spectrum beta-lactamase and plasmid-borne cephalosporinase-producing
Escherichia coli from a One-Health perspective: a narrative review
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跨部门传播中质粒介导的ESBL/pAmpC-大肠杆菌流行特征及动物潜在传染源评估。高收入国家以部门内循环为主,低收入国家存在显著人畜跨部门传播,需制定差异化的抗生素耐药性控制策略。
吉约姆·米尔特根(Guillaume Miltgen)|瓦伦丁·贝尔蒂(Valentine Berti)|米伦·米伦科夫(Milen Milenkov)|海克·施密特(Heike Schmitt)|雅普·A·瓦赫纳尔(Jaap A. Wagenaar)|劳伦斯·阿曼-莱费弗(Laurence Armand-Lefevre)
法国留尼汪岛圣丹尼斯费利克斯·吉永大学(CHU Félix Guyon)细菌学实验室
摘要
背景
产生广谱β-内酰胺酶(ESBL)和质粒携带头孢菌素酶(pAmpC)的肠杆菌科细菌在全球范围内的增加是一个重大的公共卫生问题。这些细菌在人类和动物中的流行程度日益上升,这凸显了实施“同一健康”(One-Health)监测的必要性,其中大肠杆菌(Escherichia coli)被认定为关键指标。尽管许多研究已经调查了产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌在人类、动物和环境之间的传播情况,但动物对这些细菌在人类中的传播所起的作用仍不清楚。
目的
本综述概述了产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌在不同行业间的传播情况,并评估了动物作为人类感染源的潜在作用。
资料来源
通过PubMed、Scopus和Google Scholar检索了2010年至2024年间关于产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌在人类、动物和环境之间传播的相关文献(不包括仅针对人类-环境、动物-环境或人类-食品之间的研究),并考虑了研究领域、比较方法和地理背景。
内容
不同研究中的监测方法差异很大,这取决于采样策略、地理环境和菌株比较方法。基因组技术的进步加深了我们对这些细菌在不同行业间传播的理解。早期研究主要在高收入国家(HICs)进行,通过比较ESBL/pAmpC序列类型、耐药基因和质粒复制子,推测存在人-动物传播。然而,全基因组测序等更精确的比较方法表明,在高收入国家中,这些细菌的传播主要是局限在特定领域的。而在低收入和中等收入国家(LMICs)进行的类似研究则显示,这些细菌在人类、动物和环境之间频繁交叉传播。许多研究者还指出,质粒在ESBL/pAmpC基因的传播中可能被低估了。
意义
尽管研究结果存在差异,但可以归纳出两种主要情况:高收入国家中主要是行业内部的传播,而低收入和中等收入国家中则是跨行业的传播。这些发现强调了制定针对不同地区的抗菌素耐药性(AMR)控制策略的必要性,即在高收入国家重点限制人际传播,在低收入和中等收入国家则需加强卫生管理和生物安全措施。
引言
抗菌素耐药性(AMR)的全球蔓延是一个严重的公共卫生问题,多重耐药细菌对全球的发病率和死亡率有着显著影响(1)。其中,产生广谱β-内酰胺酶(ESBL)和质粒携带头孢菌素酶(pAmpC)的第三代头孢菌素耐药性肠杆菌科细菌最为普遍(2)。尽管这两种耐药机制在酶特性和作用范围上有所不同,但它们主要通过质粒传播,并具有高度的传播潜力(3, 4, 5)。过去二十年里,CTX-M型ESBL的出现及其在社区中的传播已经取代了TEM和SHV等旧类型的ESBL,后者主要局限于医疗环境(6, 7)。这一变化导致产生ESBL的肠杆菌科细菌的流行率持续上升,2015年全球人类携带率约为14%,过去20年每年增长5.4%,这一趋势也蔓延到了动物领域(8, 9)。自21世纪初以来,传染病已被认为是影响人类、动物和环境的全球性问题,从而提出了“同一健康”(One Health)的概念(10)。近年来,“同一健康”理念被应用于抗菌素耐药性问题,得到了四方联盟(联合国粮食及农业组织、联合国环境规划署、世界卫生组织(WHO)和世界动物卫生组织)的强烈支持,强调了实施全球综合监测的必要性(11)。大肠杆菌因其在全球人类感染中的高流行率、作为人类和动物肠道中的共生菌以及在环境中的持久存在而被认为是关键指标(12, 13, 14, 15)。此外,产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌是全球死亡率的重大因素(16)。多年来,研究者一直在探讨人类感染这些细菌的来源,尤其是动物和食物的作用。明确这些传播途径对于有效应对人类中ESBL/pAmpC感染的增加至关重要。
本综述评估了产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌在不同行业间的传播情况,并评估了动物作为人类感染源的可能性。我们回顾了相关研究,并追踪了各种假设的发展历程,同时考虑了方法学和研究地点的差异。
方法
我们在PubMed、Scopus和Google Scholar上搜索了2010年至2024年间发表的相关文献,关键词包括:Escherichia coli、广谱β-内酰胺酶、获得性或质粒携带的AmpC、第三代头孢菌素耐药性、人类、患者、农民、动物、鸡、牲畜、农场、食品、环境、水、废水和污水。由于ESBL和pAmpC的传播机制涉及多个方面……
人-动物界面上的研究
2010年至2017年间,许多研究将牲畜视为ESBL/pAmpC向人类传播的潜在宿主,研究对象包括普通人群和特定高风险群体。大多数研究基于ESBL/pAmpC耐药基因、系统发育群组和序列类型(ST)进行菌株比较(18, 19, 20, 21)。只有少数研究采用了更精确的分型方法,如脉冲场凝胶电泳(PFGE),主要在高收入欧洲国家(HICs)进行,包括荷兰(22)。
结论
监测产生ESBL/pAmpC的大肠杆菌的传播仍是一个复杂的挑战,需要采取“同一健康”方法。现有研究的多样性表明,需要制定标准化的监测方案以提供可靠的数据,从而制定有效的干预措施。两种传播模型的存在强调了根据地区情况和优先事项调整抗菌素耐药性控制计划的重要性。虽然所有行业和国家都必须实施或维持抗生素的合理使用……
作者贡献
吉约姆·米尔特根(GM)和劳伦斯·阿曼-莱费弗(LAL)设计了综述框架。吉约姆·米尔特根(GM)、瓦伦丁·贝尔蒂(VB)和米伦·米伦科夫(MM)负责文献搜索。吉约姆·米尔特根(GM)、瓦伦丁·贝尔蒂(VB)、米伦·米伦科夫(MM)和劳伦斯·阿曼-莱费弗(LAL)审阅了所有纳入综述的文章。吉约姆·米尔特根(GM)、米伦·米伦科夫(MM)和劳伦斯·阿曼-莱费弗(LAL)起草了初稿,瓦伦丁·贝尔蒂(VB)负责插图的制作。赫斯(HS)和贾普·A·瓦赫纳尔(JAW)参与了结果解释和手稿修订。劳伦斯·阿曼-莱费弗(LAL)监督了整个研究过程并进行了最终审阅。所有作者都参与了最终稿件的撰写并同意其发表。