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为探究大型集会对微生物生态系统和抗生素耐药性的影响,研究人员以 2019 年印度北方邦普拉亚格拉杰大壶节为对象,运用培养组学和宏基因组学方法研究水样。结果发现样本间微生物群落、多药耐药(MDR)菌株和抗生素耐药基因(ARG)有显著差异,强调监测 AMR 的重要性。
在人口密集且发展迅速的地区,大型集会活动频繁举行。想象一下,数以百万计的人聚集在一处,共同参与活动,这会对当地的环境产生怎样的影响呢?在印度,恒河不仅是一条重要的河流,更是宗教文化的核心,像大壶节这样的宗教集会,吸引着大量信徒前来沐浴祈福。然而,随着人类活动的增加,河流受影响的程度也在加深。此前研究发现,恒河受人为活动影响,微生物群落和抗菌耐药性发生了变化,而且印度河流中存在抗生素耐药细菌。尽管恒河有一定的自我修复能力,但大型集会对其微生物生态系统和抗生素耐药性的具体影响尚不明确。在这样的背景下,来自微生物菌种保藏中心和基因库(MTCC)、国家微生物资源中心等研究机构的研究人员开展了此项研究,研究成果发表在《Journal of Epidemiology and Global Health》上。
这项研究意义重大。它揭示了大型集会对恒河微生物生态和抗菌耐药性的影响,为公共卫生政策制定和抗菌耐药性防控提供了关键依据。研究发现的微生物群落变化和耐药机制,有助于理解传染病传播风险,推动制定针对性防控策略,保护公众健康。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,2019 年 2 月大壶节期间及 5 月,在恒河三条河流交汇处采集水样,分为 “测试”(大壶节期间)和 “控制”(非大壶节期间)两组。实验技术上,运用培养组学,对水样细菌进行分离培养、抗生素敏感性测试及菌种鉴定;利用宏基因组学,提取水样 DNA 进行测序和分析,研究微生物组成和抗生素耐药基因(ARG)。
下面来看具体的研究结果:
- 可培养微生物组分析:从测试样本中分离出 93 株细菌,对照样本中分离出 60 株。经分类分析,测试样本有 62 个不同细菌属,对照样本有 38 个。测试样本中芽孢杆菌属(15%)最常见,部分属与人类微生物群有关,且两样本微生物群落存在差异。
- 培养细菌的耐药组:测试样本中多药耐药(MDR)分离株更多,β- 内酰胺类抗生素耐药性最高。MDR 菌株属丰度分析显示,假单胞菌属在测试样本中耐药性最强,对 12 类抗生素耐药。基于途径的分析表明,可培养细菌的主要耐药机制是细胞壁合成抑制。
- 基于宏基因组的微生物组分析:通过鸟枪法测序发现,变形菌门在细菌中占主导。测试样本中存在特定的细菌门和属,与人类皮肤和胃肠道微生物群有关,且两样本细菌属组成差异显著。
- 基于宏基因组的抗生素耐药基因分析:测试样本中检测到 3806 个 ARG,对照样本中为 1320 个。测试样本中与 β- 内酰胺类抗生素和多药耐药相关的 ARG 更普遍,且抗生素外排和失活途径在两样本中占主导,测试样本中与抗生素失活相关的 ARG 比例更高。β- 内酰胺酶基因变体分析显示,测试样本中常见变体增加,还存在独特变体。
综合研究结论和讨论部分,研究表明微生物群落、MDR 菌株和 ARGs 受环境和人为因素影响显著。假单胞菌属是最主要的 MDR 菌株,对细胞壁合成途径抑制剂耐药。测试样本中 β- 内酰胺类抗生素的耐药组显著增加,对照样本中与人类微生物群相关的细菌种类、ARGs 和 MDR 菌株减少,这可能与恒河的噬菌体活动、生物分子和抗菌特性有关。该研究强调了监测抗菌耐药性出现和传播的重要性,为制定对抗抗菌耐药性的新策略提供了方向,有助于在大型集会等场景下更好地保障公众健康,预防传染病的传播,对全球公共卫生领域的研究和实践具有重要的指导意义。